SUPORT DE CURS

CONSTRUCȚII HIDROEDILITARE

ș.l.dr.ing. MARIANA POP

Bibliografie

1. BUCUR, ILDIKO, Structuri speciale din beton armat. Institutul Politehnic

Cluj- Napoca, 1980.

2. HOBJILĂ, V., Calculul structurilor construcțiilor hidroedilitarea vol III –

Structuri complexe din beton armat, Editura CERMI, Iași 2001.

3. GIURCONIU, M. și alții, Construcții și instalații hidroedilitare, Editura de

Vest Timișoara, 2002.

4. IANCULESCU, O., IONESCU, GH., Alimentări cu apă, Editura

Imprimeria de Vest Oradea, 1999.

5. IONESCU, GH., Instalaţii de canalizare, Editura Didactică şi Pedagogică

R.A. Bucureşti, 1997.

ASPECTE GENERALE REFERITOARE LA

CONSTRUCȚIILE HIDROEDILITARE

Construcțiile hidroedilitare sunt construcții speciale din cadrul sistemelor de

alimentare cu apă și canalizărilor, respectiv a stațiilor de epurare a apelor uzate. În

funcție de rolul pe care îl au în cadrul acestora, construcțiile hidroedilitare se pot

clasifica astfel:

- construcții pentru captarea apei, care au rolul de a capta apa dintr-un curs

de apă sau lac și de a o dirija spre aducțiune: puțuri, drenuri, etc.

- construcții pentru îmbunătățirea calității apei sau pentru epurarea apelor

uzate: stații de tratare a apei, stații de clorinare, bazine, decantoare,

metantancuri, etc.

- construcții destinate înmagazinării apei: rezervoare și castele de apă.

- construcții de aducțiune sau distribuție, care asigură transportul unei

cantități de apă de la un punct la altul: conducte, canale, etc.

Construcțiile hidroedilitare se pot realiza din: beton armat, beton

precomprimat, elemente prefabricate , oțel sau alte materiale. Construcțiile din

beton armat prezintă o mare diversitate structurală și pot fi îngropate (subterane),

semiîngropate sau supraterane.

Aceste construcții se deosebesc de celelalte construcții inginerești prin faptul

că sunt supuse, pe lângă acțiunile și solicitările obișnuite, la acțiunea mecanică,

chimică și biologică a apei.

Acțiunea mecanică a apei se manifestă sub formă de presiune hidrostatică.

Aceasta reprezintă de cele mai multe ori principala solicitare, mărimea ei

determinând forma, dimensiunea și alcătuirea unei construcții.

Acțiunea chimică este exercitată de apele agresive și conduce la fenomene

de coroziune. În cazul construcțiilor din beton armat, degradarea betonului în urma

fenomenelor de coroziune, poate fi provocată de: apa cu duritate redusă, apă cu

bioxid de cabon, săruri de amoniu, săruri de magneziu, soluții de sulfați solubili,

soluții de acizi grași, grăsimi și uleiuri.

Acțiunea biologică a apei asupra betonului sau oțelului, este exercitată prin

intermediul algelor, bacteriilor, ciupercilor și mușchilor. Coroziunea se datorează

secrețiilor acestora, care au caracter acid, sau produselor lor de descompunere, și

este specifică construcțiilor din cadrul stațiilor de epurare a apei.

Un sistem de alimentare cu apă este alcătuit din construcţii şi instalaţii

necesare pentru satisfacerea cerinţelor de apă ale tuturor folosinţelor unui centru

populat şi industrial. Componentele unui sistem de alimentare cu apă al unui centru

populat sau al unei industrii sunt următoarele:

captarea apei,

tratarea apei,

transportul apei,

înmagazinarea apei,

distribuția apei,

pomparea apei.

Schema generală a unui sistem de alimentare cu apă este prezentată în figura

1.1:

1. sursa de apa 5.statii de pompare

2. instalatii de captare 6.rezervoare de inmagazinare

3. instalatii de tratare 7.retele de distributie

4. apeducte

Fig. 1.1. – Schema generală a unui sistem de alimentare cu apă

Captarea cuprinde totalitatea construcțiilor și instalațiilor necesare pentru

captarea apei din sursa naturală. Ea nu poate lipsi din nici o schemă de alimentare

cu apă (sursa: Ianculescu, O. și Ionescu, G., 1999).

Tratarea apei cuprinde totalitatea construcțiilor și instalațiilor necesare

pentru corectarea sau îmbunătățirea calității apei astfel încât aceasta să satisfacă

cerințele consumatorului.

Transportul apei cuprinde ansamblurile de lucrări care asigură transportul

apei de la sursă până la cel mai îndepărtat punct de consum, dintr-un centru populat

sau industrial. Transportul apei de la captare până la construcțiile și instalațiile de

tratare a apei și, de aici până la construcțiile de înmagazinare se face prin

aducțiune.

Stația de pompare este un ansamblu de construcții, instalații și utilaje cu

rolul de a ridica apa la cota cerută de folosință. Ea poate fi amplasată la captare, la

stația de tratare, după rezervor sau pe aducțiune.

Înmagazinarea apei constituie procesul prin care se asigură cantitatea de

apă necesară compensării orare a debitelor de consum cu cele de alimentare,

continuitatea funcționării distribuției, în cazul unei defectări ale apeductului și

rezerva de apă pentru stingerea incendiilor.

Distribuția apei se face prin rețeaua de distribuție, care cuprinde toate

conductele, instalațiile și construcțiile accesorii având rolul de a transporta apa de la

rezervoare până la cel mai depărtat punct de consum, asigurând debitele de apă la

presiunea necesară. Conductele unei rețele de distribuție se clasifică, în funcție de

importanța lor în: conducte principale denumite și artere, conducte de serviciu și

branșamente (sursa: Ianculescu, O. și Ionescu, G., 1999).

1. CAPTAREA APEI

Captarea apei diferă, ca alcătuire, în funcție de sursele de apă, care pot fi:

ape de suprafață, izvoare sau ape subterane. Dintre acestea sursele de apă de

suprafață sunt cele mai abundente, fiind formate mai ales din ape curgătoare (râuri

și fluvii) și din lacuri naturale sau artificiale.

În vederea alegerii surselor de apă este necesară întocmirea schemei

generale de alimentare cu apă, care se face pe baza planului de amenajare cu toate

sursele de apă existente. Criteriile de alegere a sursei de apă sunt următoarele:

satisfacerea din punct de vedere cantitativ și calitativ a cerinței de apă, siguranța în

exploatare, posibilități de extindere în viitor, realizarea unei gospodării raționale în

exploatarea sursei, pentru a nu depăși rezervele exploatabile ale acesteia și

eficiența economică maximă.

Din punct de vedere calitativ, sunt preferate izvoarele și apele subterane, iar

din punct de vedere cantitativ apele de suprafață.

Protecția surselor de apă se realizează prin amenajarea unei zone de protecție

sanitară cu regim sever și de zone de protecție sanitară de restricție. Zona de

protecție sanitară cu regim sever se împrejmuiește, iar cea de restricție se

marchează prin borne sau semne vizibile.

Pentru proiectarea lucrărilor de captare trebuie elaborate o serie de studii, și

anume:

- studii geologice, hidrogeologice, hidrologice și topografice;

- studii hidraulice pe modele analogice fizice și matematice;

- studii hidrochimice, biologice și bacteriologice;

- studii de tratabilitate a apei;

- studii geofizice în zona captării;

- studii climatologice și meteorologice;

- studii privind influența lucrărilor inginerești asupra surselor de apă;

- studii privind asigurarea captărilor de apă în cazul nivelurilor maxime și

minime ale surselor de apă de suprafață;

- studii privind comportarea în timp a captărilor de apă din surse subterane;

- studii de prognoză privind dezvoltarea în perspectivă a folosințelor de

apă.

1.1. Captări din râuri

Alegerea corectă a amplasamentului construcțiilor de captare constituie o

problemă importantă și ține seama de o serie de condiții. Dintre acestea, cea mai

importantă condiție o constituie calitatea apei captate. Astfel, alegerea

amplasamentului construcției de captare se face în funcție de existența în amonte a

unor surse de impurificare, de capacitatea de autoepurare a râului și de posibilitatea

stabilirii zonei de protecție sanitară.

Captarea apei din râuri se face la malul concav datorită faptului că se umple

mai puțin cu aluviuni și datorită adâncimii mai mari a acestuia. În ceea ce privește

condițiile hidrogeologice, porțiunea din malul râului aflată în dreptul prizei trebuie

să fie corespunzătoare pentru amplasarea diferitelor obiective ale sistemului de

alimentare cu apă (stații de pompare, deznisipatoare, grătare, stații de tratare),

ținând seama și de eventualele etape de dezvoltare.

O altă condiție importantă în alegerea amplasamentului o constituie distanța

față de obiectivul ce urmează a fi alimentat cu apă, pentru a reduce costul lucrărilor

de aducțiune.

Alegerea tipului de captare se face pe baza următoarelor considerente:

- condițiile de funcționare ale sistemului de alimentare cu apă;

- gradul de asigurare impus;

- caracteristicile cursului de apă;

- condițiile terenului din zonă;

- probleme economice.

Principalele tipuri constructive ale capărilor din râuri sunt:

captări de mal

captări în albie

captări în bazin

captări cu baraje fixe

captări de sub albie

1.2. Captări de mal

Construcția de captare a apei în mal constă din camera de captare propriu-

zisă și stația de pompare. Apa trece prin orificii sau ferestre prevăzute cu grătare,

în primul compartiment de captare, apoi prin sită trece în compartimentul al doilea

de aspirație de unde apa este apoi aspirată și refulată spre lucrările de tratare.

Camera de captare poate fi de formă dreptunghiulară sau ovală în plan și se

dimensionează ținând seama de amplasarea rațională a sitelor, vanelor, conductelor

de aspirație, precum și de vizitarea și repararea facilă a acestora. Aceasta se poate

realiza din beton simplu sau beton armat, adesea sub formă de chesoane și se

verifică la alunecare, la răsturnare și la plutire. Grătarele sunt alcătuite din bare de

secțiune dreptunghiulară, pătrată sau de formă specială și sunt dispuse la distanțe

de 20....200 mm între ele. Grătarele fixe se montează înclinat cu 70º față de

orizontală, iar cele mobile se montează vertical. Orificiile pot fi dreptunghiulare,

pătrate, circulare și se amplasează pe aceeași verticală sau decalat. Dimensiunile,

numărul și amplasarea acestora rezultă din considerente constructive și de

exploatare, astfel încât să nu slăbească prea mult pereții construcției de captare, iar

montarea și curățirea grătarelor să se poată face independent. Sitele rețin

imuritățile mici, au ochiurile de 5/5...25/25 mm și pot fi fixe sau rotative.

Manipularea vanelor și a altor utilaje se face de pe un planșeu de serviciu pe

care se construiește o cabină pentru exploatarea camerei de captare. Acest planșeu

are un balcon care permite executarea operațiilor de curățare a grătarelor și a

ferestrelor de intrare sau înlocuirea lor.

Fig. 1.1. – Captare de râu în mal

Galeria are acoperișul sub formă de boltă sau este drept, și se prevede la

captările mari în cazul în care terenul prezintă tasări neuniforme. Spațiul dintre

perete și conductă sau dintre conducte trebuie să fie minim de 0.5 m.

Casa pompelor se amplasează în afara zonei alunecărilor terenului în timpul

execuției și la o distanță cât mai mică de construcția de captare în vederea

asigurării unei bune funcționări a acesteia. Condițiiile topografice pot impune însă

amplasarea stației de pompare la o distanță relativ mare.

În cazul terenurilor aluvionare camera de captare se construiește într-o

incintă cu palplanșe care se mențin și după execuție.

Captările de mal trebuie dotate cu dispozitive de curățire a depunerilor din

interior. Grătarele se pot curăța manual sau mecanic și se pot realiza din lemn sau

din metal ce se acoperă cu ceară, asfalt, gudron etc., împotriva gheții de fund.

Camera de captare se poate proiecta în construcție comună sau alăturată cu

stația de pompare sau cu deznisipatoarele.

În vederea combaterii pericolului aluviunilor și îndepărtarea din priză a

curenților de fund se va realiza un prag de priză și se va amplasa captarea într-un

mal concav. Pragul se execută continuu pe toată lățimea albiei minore a râului și

are o înălțime cuprinsă între 0.70 – 1.00 m. Pragul de fund se poate realiza din

beton, piatră brută, palplanșe protejate cu anrocamente, în funcție de condițiile

hidrogeologice, geologice și de gradul de etanșare necesar al pragului.

1.3. Captări în albie

Captările în albie se construiesc în cazul în care înălțimea maximă de captare

este asigurată numai la o anumită distanță de mal, proprietățile apei sunt

necorespunzătoare la mal sau când intervin alte considerente locale. În figura de

mai jos este reprezentată o captare în albie cu conducta de curgere de la albie la

puțul de mal, prin gravitație.

Fig. 1.2. – Captare de râu în albie

Sorburile conductelor sunt protejate într-un crib, care este o construcție

alcătuită din piloți de lemn având diametrul de 25 cm, legați cu moaze de 10/20

cm, între care sunt dispuși dulapi de stejar de 5/30 cm, ce formează un grătar care

nu permite trecerea corpurilor grosiere. Deasupra acestor piloți se prevede un

grătar din lemn.

În cazul în care nu se pot bate piloți, sorbul se va proteja într-o casă din lemn

lestată cu anrocamente sau într-un puț din beton armat, prevăzut cu barbacane.

Conducta care duce apa la puțul de mal se așează cu o ușoară înclinare spre

râu și se sprijină pe piloți moazați.

Dacă adâncimea apei nu este suficientă pentru folosirea cribului sau dacă

este nevoie de un grad mai mare de siguranță se pot dispune captări turn sau pilă,

forma acestora alegându-se în funcție de mărimea ghețurilor și de frontul necesar

pentru ferestrele de admisie.

În cazul captărilor mari din fluvii se poate prevedea o pilă executată cu

ajutorul aerului comprimat. În interiorul acesteia se construiește un puț de captare

cu diametru mare, care este legat printr-o galerie cu un alt puț amplasat pe mal.

1.4. Captări în bazin

Acest tip de captare este practicat pentru captarea debitelor mari (2 m3/s) în

râuri importante sau în cazul în care există pericol de aluviuni. Captarea se

compune dintr-un bazin, care poate fi excavat în mal sau în râu, în acest caz

bazinul fiind delmitat de diguri. Accesul apei se face, fie din amonte, fie din aval,

iar priza, de obicei cuplată cu stația de pompare, este amplasată la capătul opus

accesului de apă.

Bazinul împiedică ajungerea aluviunilor și a gheții, în special la fund și la

ferestrele de priză, asigură adâncimea de apă în fața prizei și mărește coeficientul

de captare.

Lungimea bazinului se determină în funcție de reținerea la priză a zaiului sau

de depunerea înainte de priză a aluviunilor pătrunse în interior. Adâncimea

bazinului trebuie să fie mai mare decât adâncimea râului, iar lățimea bazinului se

determină în funcție de debite și viteze, astfel încât să aibă acces drăgile de

curățare.

1.5. Captări cu baraje fixe

Aceste tipuri de captări pot fi cu baraje și priză în culeie, cu baraje și priză

pe coronament sau cu baraje cu priză în culeie și pe coronament.

Captările cu baraj fix și priză în culeie se pot utiliza atunci când nu este

posibilă o captare de mal cu prag de fund sau malurile sunt înalte. Captarea cu

baraj fix și priză pe coronament se recomandă pe cursul superior al răului când

panta este mai mare de 1% și aluviunile cu diametrul mai mare de 6 mm reprezintă

max. 25% din debitul solid total al râului. În acest caz grătarul prizei este format

din bare cu spații de 15....20 mm între ele.

Barajul submersibil se amplasează în locul unde albia este mai îngustă iar

condițiile de fundare și de încastrare în maluri sunt sigure. Corpul barajelor se

realizează din zidărie de piatră cu mortar de ciment, din beton sau din beton

ciclopian, iar radierul și elementele prizei din beton armat. Suprafața deversantă se

execută din material rezistent la uzură. Barajul se leagă de maluri prin intermediul

unei culei.

Fig. 1.3. – Captare de râu cu baraj de derivație

1.6. Captările sub fundul râului

Constau dintr-o crepină așezată sub fundul râului sau dintr-o galerie

transversală pe râu. Acestea se construiesc pe cursul superior al râului cu patul

alcătuit din stâncă, pietriș sau nisip și se recomandă numai la lucrări provizorii.

Fig. 1.4. – Captare de râu cu crepină sub fundul râului

Fig. 1.5. – Captare de râu cu galerie sub fundul râului

1.7. Captarea izvoarelor

Izvoarele sunt ape subterane care ies la suprafață în mod natural, în anumite

condiții hidrogeologice favorabile. Acestea pot avea apă de calitate bună și în

cantitate mare.

Proiectarea captărilor de izvoare necesită studii și cercetări legate de natura

și proveniența izvorului, punctul real de izvorâre, modul de alimentare, structura

litologică, formațiunile geologice din acest bazin, debitul izvoarelor și variația

acestora, calitatea apei și variația ei în timp, variația temperaturii și a turbidității în

timp, precum și de posibilitățile de captare, siguranță în exploatare și de realizare a

protecției sanitare. Pentru captarea izvoarelor, corespund cele provenite din straturi

de pietrișuri și nisipuri.

La proiectarea lucărilor de captare a izvoarelor trebuie să se țină seama de

următoarele aspecte:

- proiectarea trebuie corelată cu schemele de gospodărire a apelor din

bazinul hidrografic respectiv și cu prevederile planurilor de sistematizare

teritorială;

- captarea să fie amplasată în punctul real al izvorârii;

- să se asigure captarea integrală a izvorului;

- să nu se modifice regimul hidraulic natural al curgerii apei izvorului,

pentru a nu scădea în timp debitul scontat;

- proiectul trebuie să cuprindă lucrările de contrucții și instalațiile aferente

captării, amenajările hidrotehnice corespunzătoare, precum și zonele și

măsurile de protecție sanitară și hidrogeologică ;

- captarea să fie ușor vizitabilă și bine ventilată;

- se vor lua măsuri de protecție împotriva apelor meteorice, de șiroire,

evitându-se stagnarea și infiltrarea acestora în ansamblul captării;

- se vor proiecta și organiza măsuri de securitate și supraveghere necesare

în timpul exploatării;

- captarea să fie construită din materiale rezistente la eventuala acțiune

corozivă a apei sau terenului.

Construcția de captare are în general următoarele componente principale:

camera de acces a apei,

camera sorburilor,

camera vanelor,

pasarele laterale.

Având în vedere faptul că în funcție de modul de ieșire a izvoarelor există

izvoare ascendente și descendente, și captarea diferă pentru cele două tipuri de

izvoare. Astfel în figurile de mai jos sunt prezentate o captare de izvoare

descendente și o captare de izvoare ascendente pentru debite mici, respectiv pentru

debite mari.

Fig. 1.6. – Captare de izvoare descendente

a) b)

Fig. 1.7. – a) Captare de izvoare ascendente pentru debite mici, b) Captare

de izvoare ascendente pentru debite mari

1.8. Captarea apelor subterane

Apa subterană se găsește în porii sau golurile din scoarța pământului și poate

fi apă de infiltrație, de condensație sau apă juvenilă. Aceasta este sursa cu cea mai

mare pondere atât în prezent cât și în perspectivă.

În vederea realizării unei captări din apă subterană sunt necesare studii

topografice, studii hidrochimice și studii hidrogeologice. Dintre acestea studiile

hidrogeologice sunt caracteristice acestor tipuri de captări. Pe baza lor se determină

caracteristicile stratului acvifer prin foraje care străbat întregul strat acvifer, prin

pompări experimentale ale fiecărui strat cu determinarea coeficientului de filtrație

și debitului minim al stratului de apă, prin analize granulometrice ale materialului

din fiecare strat acvifer și prin analize ale apei.

Construcțiile de captare ale apei subterane se clasifică, după direcția

dispozitivului de captare în captări verticale și captări orizontale. Captările

verticale sunt puțurile iar cele orizontale sunt drenurile sau galeriile.

Alegerea tipului de captare se face în funcție de debitul ce trebuie captat,

caracteristicile stratului acvifer și de considerente de ordin tehnic și economic.

Captările verticale se adoptă în cazul straturilor acvifere situate la adâncimi mai

mari de 7 – 8 m și de grosime mare, iar cele orizontale pentru adâncimi sub 7 – 8

m și grosimi reduse ale stratului acvifer (sub 2 – 3 m).

Puțurile

În funcție de modul de execuție puțurile pot fi: puțuri înfipte, puțuri forate și

puțuri săpate.

Puțurile înfipte (puțuri Norton sau abisiniene) sunt realizate prin înfingerea

unui tub cu diametrul cuprins între 0.02 – 0.06 m în stratul acvifer și se execută la

alimentări cu apă de mică importanță.

Fig.1.8. – Puț abisinian

Puțurile forate se prevăd pentru captarea apei din straturi acvifere mai

adânci de 10 m. Acestea constau din coloane tubulare, cu diametrul de 0.1 – 1.5 m.

Puțurile se amplasează în amonte de centrele populate, în linie

perpendiculară pe direcția de curgere a apei subterane, ținând seama de

posibilitatea unei viitoare extinderi și de instituirea zonei de protecție sanitară.

Fiecare puț se prevede cu pompă, când nivelul hidrodinamic este la mai mult

de 8 m față de suprafața terenului, sau se grupează câte 4 sau 5 puțuri la câte o

conductă cu sifon ce duce apa la un puț colector amplasat la jumătatea distanței

dintre puțurile extreme sau la câte o conductă de aspirație ce duce apa într-un cazan

de vacuum.

Fig. 1.9. – Colectarea apei din mai multe puțuri la un puț colector

Fig. 1.10. – Colectarea apei din mai multe puțuri la un cazan de vacuum

Puțul colector are diametrul cuprins între 3 și 6 m, iar cazanul de vacuum

este un rezervor cilindric realizat din tablă de oțel de 6 mm grosime la pereți și de 8

mm grosime la funduri.

Proiectul unei captări cu puțuri trebuie să cuprindă amplasamentul în plan al

captării cu specificarea zonei de protecție sanitară, a lucrărilor hidrotehnice și a

construcțiilor anexe, secțiuni hidrogeologice longitudinale și transversale pe linia

puțurilor, detalii constructive pentru puțuri și construcțiile aferente, detalii pentru

extragerea apei din puțuri și pentru sistemele de acționare și control.

Puțurile săpate se execută, de regulă prin săpare în cheson deschis sau prin

săpare în interiorul unui batardou. Pereții puțurilor se pot realiza din zidărie de

piatră, din zidărie de cărămidă, din beton sau din beton armat. Puțurile au formă

circulară în plan, diametrul interior variind între 1.5 și 3 m.

În cazul săpării în cheson deschis, se sapă în taluz pâna aproape la nivelul

apei freatice, după care se construiește pe o platformă orizontală colacul

chesonului, ce servește la avansarea în timpul execuției și la distribuirea egală a

eforturilor în pereți. Peste acesta se execută pereții chesonului deschis pe o înălțime

de 2... 3 m. După întărirea betonuluiși tencuirea interioară și exterioară, se sapă în

mod uniform în jurul colacului, iar chesonul coboară datorită greutății proprii cu

viteză cât mai constatntă. La pereții din beton simplu se prevăd armături verticale

și centuri din beton armat, pentru a rezista la solicitările de întindere ce iau naștere

în timpul execuției din cauza neverticalității coborârii sau înțepenirii chesonului.

Dacă chesonul nu mai coboară din cauza frecării dintre pereți și teren, se încarcă cu

saci de nisip sau traverse de oțel. După ce chesonul este coborât 2...2.5 m, se

continuă executarea pereților.

Fig.1.11. – Puț săpat

Chesonul se poate introduce până la stratul impermeabil de bază, caz în care

se realizează un puț perfect alimentat prin pereți sau se poate opri în stratul acvifer,

caz în care se realizează un puț imperfect alimentat prin pereți și radier.

În cazul săpării în interiorul unui batardou, se sapă în taluz și apoi se bat

palplanșe, de la început până la stratul impermeabil, sau treptat câte 0.3...0.5 m,

creându-se o incintă cu 1.5 m mai mare decât diametrul exterior al puțului. În

spațiul dintre palplanșe și peretele puțului, pe înălțimea barbacanelor, se execută un

filtru invers. Golurile din peretele puțului încep cu 20 – 30 cm deasupra fundului

puțului.

În interiorul puțului se amplasează, cu cel puțin 0.5 m deasupra nivelului

maxim al apei, platforma de acces și manevrare.

Captările orizontale se compun din dispozitivul de colectare (dren sau

galerie), puțuri vizitabile și bazin de colectare.

Drenurile sau galeriile pot fi:

- inteceptoare dacă sunt perependiculare sau oblice pe direcția curentului

subteran și se aplică la straturi de grosime mică situate la adâncimi nu

prea mari;

- radiale, dacă converg din mai multe direcții spre camera colectoare și se

aplică în cazul straturilor acvifere de grosime mare

Drenurile sunt tuburi din beton simplu monolit sau prefabricat, din beton

armat monolit sau prefabricat, din azbociment, din materiale plastice sau din

ceramică. Tuburile sunt prevăzute la partea superioară de orificii circulare având

diametrul de 1 cm spre exteriorul drenului și de 1.25 – 1.50 cm spre interiorul

acestuia. Tuburile se montează la baza stratului acvifer pentru a putea intercepta

întregul curent subteran cu panta minimă de 0.001 către un puț colector sau o

cameră colectoare.

Fig. 1.12. – Secțiune transversală printr-un dren

Puțul colector se dimensionează și se execută ca un puț forat și trebuie

prevăzut cu dispozitive de măsurare a debitului captat, vane, preaplin, conducte de

golire, ventilații și spații pentru depunerea nisipului antrenat de apă.

Galeriile sunt construcții având dimensiuni interioare mari, respectiv

lățimea mai mare de 0.70 m iar înălțimea mai mare de 1.70 m. Acestea se

proiectează, se amplasează și se execută ca și drenurile.

Fig. 1.13. – Galerie de captare

Datorită faptului că drenurile obișnuite prezintă o serie de dezavantaje cum

ar fi dificultatea de execuție, adâncime de pozare limitată (6 – 8 m) sau cost relativ

ridicat s-a recurs la realizarea puțurilor cu drenuri radiale, care elimină o bună

parte din aceste dificultăți și dă posibilitatea de drenări la adâncimi destul de mari (

chiar peste 30 m).

Puțurile cu drenuri radiale sunt puțuri cu diametrul cuprins între 3 și 5 m și

adâncimea de 7...30 m, din care pleacă radial 5...9 drenuri de 30 m lungime, la

baza straturilor acvifere sau la mai multe niveluri. Întâi se execută puțul și apoi se

introduc orizontal tuburile cu ajutorul preselor hidraulice. În tuburi se montează

coloana filtrantă, care este alcătuită dintr-un tub de tablă zincată perforată și apoi se

extrag tuburile tot cu presele hidraulice.

Fig. 1.14. – Puț cu drenuri radiale

2. TRATAREA APEI

În cazul în care apa din sursă nu corespunde din punct de vedere calitativ,

aceasta trebuie tratată, evitându-se în acest fel și acțiunea dăunătoare a acesteia

asupra rezervoarelor, conductelor etc.

Metodele folosite pentru tratarea apei pot fi: mecanice, fizice, chimice și

biologice. Metodele mecanice constau în reținerea subsanțelor prin decantare și

filtrare. Metodele fizice se bazează pe acțiunea căldurii, luminii, electricității,

razelor ultraviolete, ultrasunetelor, iar cele chimice pe acțiunea ozonului, clorului,

coagulanților asupra substanțelor din apă. Metodele biologice se bazează pe

acțiunea biochimică a bacteriilor aerobe din membrana filtrelor lente.

Corectarea calității apei se realizează prin următoarele procese specifice:

Sitarea – reținerea corpurilor și materialelor plutitoare antrenate de apă, care

se realizează prin prevederea, la priza stației de tratare, a unor grătare, site

sau microsite.

Sedimentarea – urmărește reținerea pietrișului, nisipului sau altor particule

materiale prin staționarea relativă a apei. Aceasta se realizează în

deznisipatoare.

Coagularea și flocularea – aglomerarea suspensiilor fine nedecantabile în

flocoane pentru a fi ușor sedimentabile, prin neutralizarea substanțelor cu

reactivi de coagulare. Prepararea, dozarea, introducerea în apa de tratat și

stocarea soluțiilor de reactivi sunt asigurate de gospodăria de reactivi.

Dizolvarea, prepararea și dozarea se face în bazine.

Decantarea – depunerea suspensiilor mai mici de 0.2 mm. Se realizează în

decantoare.

Filtrarea – este un procedeu de separare a solidelor de lichide, prin care

materiile în suspensie sunt separate de lichid prin trecerea amestecului printr-

un material poros denumit filtrant. Filtrarea se realizează în bazine închise

sau deschise cu strat de filtrare din nisip.

Dezinfecția – distrugerea tuturor microorganismelor. Se poate realiza cu

ajutorul clorului (clorinare), ozonului (ozonificare), razelor ultraviolete,

sărurilor metalelor grele (argint, cupru etc.). Cea mai utilizată este clorinarea

cu clor gazos, care se poate face în stația de clorinare.

Lucrările necesare pentru tratarea apei alcătuiesc stația de tratare a apei.

Aceasta se amplasează în teren stabil într-o zonă de protecție sanitară și cu

posibilități de extindere.

Sitarea se realizează prin dispunerea, la priza stației de tratare, a unor

grătare, site sau microsite.

În funcție de mărimea spațiilor sau ochiurilor prin care trece apa se disting:

Sitare grosieră: grătare cu spații între bare de 30 – 100 mm,

Sitare medie: site cu spații de 10 – 25 mm,

Sitare fină: site cu spații de 3 – 10 mm,

Sitare foarte fină: microsite cu spații de 23 – 120 µ.

Grătarele, după forma în plan, pot fi plane, radiale sau curbe. În vederea

eliminării materiilor plutitoare de la suprafața sau din masa apei se folosesc grătare

alcătuite din bare fixe.

Sitele se folosesc pentru reținerea impurităților de dimensiuni mai mici și

sunt fixe. Micrositele se impun în cazul prezenței în apă (lac de acumulare) a unor

cantități mici de plancton (microorganisme acvatice).

Sedimentarea se realizează cu ajutorul deznisipatoarelor, care în funcție

de direcția curentului de apă, pot fi orizontale sau verticale.

Deznisipatoarele orizontale sunt bazine din beton simplu sau beton armat.

Apa trece printr-un grătar în camera de liniștire și de distribuție, care are pereții

laterali evazați în plan față de direcția de curgere a apei, cu o înclinare de 5/1 –

10/1 și bare de liniștire alcătuite din țevi verticale cu diametrul de 30…50 mm

dispuse în zigzag la 25….35 cm distanță. Prin intermediul unei stavile apa trece în

camera de colectare și apoi în canalul din aval de deznisipator.

Raportul între lățimea și lungimea unui compartiment se consideră de 1/6 –

1/10, iar dintre înălțimea și lungimea unui compartiment de 1/10 – 1/15.

Nisipul depus se poate elimina manual, mecanic sau hidraulic.

Fig. 2.1. – Deznisipator orizontal

Deznisipatoarele verticale se pot executa din beton simplu sau beton armat

și pot fi de formă circulară sau dreptunghiulară. Acestea se compun din camera de

intrare, camera de depunere a nisipului și jgheabul de colectare a apei deznisipate.

Camera de depunere a nisipului poate fi de formă circulară sau hexagonală în plan.

Spațiul pentru colectarea nisipului de la partea inferioară a camerei de depunere a

nisipului trebuie să aibă pereții laterali înclinați la minimum 45º.

Aceste deznisipatoare se prevăd doar pentru debite mai mici de 10.000

m3/zi, când spațiul este limitat și când se execută fără epuizmente costisitoare.

Nisipul depus se elimină mecanic sua hidraulic.

Coagularea și flocularea

În vedrea tratării apei cu coagulanți sunt necesare stații de gospodărire a

reactivilor, instalații pentru prepararea și dozarea coagulanților, pentru amestecul

apei de tratat cu coagulanții și pentru floculare. Reactivii de coagulare recomandați

sunt: sulfatul de aluminiu, sulfatul feros, sulfatul feric, clorura ferică, aluminatul de

sodiu, varul, polielectroliți organici etc.

Stația de gospodărire a reactivilor se prevede cu spații pentru depozitarea

acestora. Depozitarea sulfatului de aluminiu se face în construcții acoperite pe o

înălțime de maximum 2 m, a varului stins pe platforme acoperite, iar a cărbunelui

activ în construcții acoperite pe o înălțime de maximum 1.5 m.

Dizolvarea, prepararea și dozarea reactivilor se face în bazine, care trebuie

protejate corespunzător împotriva coroziunii.

Fig. 2.2. – Dispozitiv pentru prepararea și dozarea coagulantului

Instalațiile pentru amestecul apei de tratare cu coagulanții sunt dispozitive

pentru amestecarea rapidă și completă a apei cu reactivii, care se poate face prin

salt hidraulic, în camere cu șicane, în jgheaburi cu despărțituri găurite, prin

barbotare și în camere sau bazine cu agitatoare mecanice ce se rotesc în jurul unei

axe orizontale sau verticale.

În cazul în care amestecarea se face prin salt hidraulic, coagulantul se

introduce la capătul unui canal cu pantă mare în care rezultă saltul hidraulic, care

efectuează amestecul.

Camerele cu șicane sunt jgheaburi cu pereți șicană din lemn sau beton,

înclinați la 45º în sensul de curgere al apei.

Fig. 2.3. – Dispozitiv pentru amestecul apei cu coagulanți prin salt

hidraulic

Fig. 2.4. – Cameră de amestec cu șicane

Reactoarele cu compartimente sunt bazine prin care apa circulă orizontal sau

vertical și alternativ ascendent și descendent. Compartimentele se prevăd cu pante,

pentru scurgerea depunerilor precum și cu stăvilare pentru scurtarea traseului apei.

Fig. 2.5. – Reactoare cu compartimente

Reactoarele cu palete sunt camere de reacție verticale sau orizontale în

funcție de axa de rotire a paletelor. Camerele de reacție orizontale se împart în 2 –

5 compartimente. Distanța dintre pereții laterali și palete sau distanța între paletele

a două dispozitive vecine se ia maxim 0.25 m, iar distanța de la palete până la

radier sau suprafața apei se ia de 0.1 – 0.17 m. Raportul dintre lungimea unei

palete și lățime se ia de 10...15.

Pentru a economisi coagulant, a grăbi procesul de limpezire, a înlătura o dată

cu substanțele organice și 90% din bateriile din apă se poate folosi un sistem de

camere succesive numit floctrol. În acest caz paletele sunt despărțite prin pereți

transversali și sunt fixate pe un ax orizontal rotit de un motor electric.

Fig. 2.6. – Floctrol

Reactoarele conice sunt rezervoare de formă conică cu vârful în jos. Apa

intră pe la partea de jos, iar amestecul se realizează prin scăderea mare a vitezei

între ieșire și intrare.

Decantarea apei

Decantarea apei este un proces de separare a particulelor solide din

suspensie prin acțiunea forțelor de gravitație și se realizează în decantoare.

În vederea obținerii unei bune eficiențe, o condiție importantă ce trebuie

asigurată decantoarelor o constituie realizarea unor dispozitive adecvate de intrare

a apei în decantoare, pentru o distribuire cât mai uniformă a curenților de apă în

bazin, în toate direcțiile.

În funcție de sensul de circulație a apei în decantor, acestea pot fi:

decantoare orizontale - longitudinale, decantoare orizontale –radiale sau decantoare

verticale.

Decantoarele orizontale longitudinale au forma în plan dreptunghiulară și

pot fi realizate din beton armat monolit, cu fundul plan sau în soluție mixtă (pereți

prefabricați și fundul în formă de jgheab turnat in situ). Apa intră în camera de

distribuție unde circulă cu viteză mare pentru a nu se produce depuneri, iar apoi

trece și se repartizează uniform în compartimentul de decantare unde se rețin

suspensiile. Din compartimentul de decantare apa trece în camera de colectare sau

într-un jgheab de colectare prin deversoare triunghiulare sau prin orificii și fante

înecate. Pâlnia de nămol poate înmagazina 30...50% din depuneri pe o lungime de

2.5.....5.0 m.

Depunerile din galeria colectoare se pot îndepărta hidraulic prin sifonare,

gravitațional sau prin pompare, prin canale cu diametrul minim de 150 mm.

La partea superioară, pereții laterali se vor executa evazați în vederea

asigurării funcționării neîntrerupte a decantorului în perioadele de îngheț.

Lățimea unui compartiment de decantare b trebuie să fie de cel mult 1/10 din

lungime și maximum 8 m.

Decantoarele se tencuiesc la interior, iar la exterior se izolează contra

infiltrațiilor sau exfiltrațiilor.

Curățirea decantoarelor se poate face mecanic, hidraulic sau manual.

Curățirea mecanică se realizează cu ajutorul unui pod raclor, care are un dispozitiv

ce împinge depunerile spre pâlnia de nămol în timpul deplasării pe două șine

așezate deasupra pereților longitudinali. În acest caz radierul se realizează

orizontal. În cazul decantoarelor cu curățire hidraulică gravitațională, radierul se

prevede cu o pantă transversală de 5% spre o rigolă sau o conductă perforată

longitudinală de colectare și evacuare a nămolului.

Fig. 2.7. – Decantor orizotal longitudinal

Decantoarele orizontale radiale au formă circulară în plan și au diametre

maxime de 50 m și medii de 30 m, fiind recomandate pentru debite mari. Înălțimea

maximă ale acestor tipuri de decantoare este de 4 m, iar cea medie de 2.5 m.

Accesul apei se face printr-o conductă din centrul decantorului, al cărui

capăt este așezat la 20...30 cm sub nivelul apei. Distribuția uniformă a apei se

realizează prin intermediul unui perete plin de formă cilindrică, cufundat în apă

până la nivelul inferior al peretelui exterior al decantorului. Pentru distribuția

uniformă a apei se pot folosi orificii cu deflectoare care sunt dispuse pe peretele

plin cilindric.

Evacuarea apei decantate se realizează printr-un jgheab periferic care poate

face corp comun cu peretele decantorului sau poate fi așezat la 1...2 m de acesta.

Accesul apei în rigolă se face prin intermediul unui deversol reglabil, cu crestături

în formă de triunghi. Pentru evitarea antrenării substanțelor plutitoare se pot folosi

pereți semiînecați, dispuși la o distanță de 3...4 m de peretele deversor.

În cazul decantoarelor cu diametre mai mari de 45 m se recomandă ca apa

decantată să fie colectată prin jgheaburi radiale, care o evacuează într-un colector

general.

Fig. 2.8. – Decantor orizotal radial

Curățirea decantoarelor se face mecanic și continuu cu poduri racloare care

circulă pe pereții decantorului și împing suspensiile în pâlnia de colectare cu

ajutorul unor lame metalice. La decantoarele cu jgheaburi radiale podul raclor se

prevede submersibil.

Evacuarea nămolului din decantor se face prin conducte ce funcționează prin

gravitație, prin presiune sau pompare.

Radierul decantorului se prevede cu o pantă de 5 – 10% spre pâlnia de

colectare a nămolului.

Decantoarele verticale se execută din beton simplu sau beton armat și pot

avea formă cilindrică sau poligonală. Aceste decantoare se construiesc pentru

debite mai mici și când este lipsă de spațiu.

Accesul apei în compartimentul de decantare se face prin conducta de

distribuție. Apa decantată este evacuată în jgheabul de colectare dispus pe toată

circumferința decantorului (interior sau exterior) prin deversoare triunghiulare sau

prin fante înecate.

Depunerile sunt colectate în pâlnia centrală de la partea inferioară a

decanorului.

Fig. 2.9. – Decantor vertical

În cazul decantoarelor cu suprafața mai mare de 12 m2 apa decantată se

poate colecta într-o rețea de jgheaburi sau conducte radiale cu orificii, care o

evacuează într-un colector general.

Îndepărtarea depunerilor se realizează pe la partea inferioară folosind

mijloace hidromecanice.

Decantoarele suspensionale se recomandă în cazul apei cu conținut mare

de suspensii sau în cazul în care trebuie să se obțină o bună limpezire a apei după

trecerea acesteia printr-un strat de suspensii floculate anterior. Aceste decantoare

pot fi fără recircularea mecanică a nămolului, cu recircularea mecanică a

nămolului, cu hidroejector sau de tip pulsator.

Accesul apei în decantoarele suspensionale fără recircularea nămolului, se

face printr-o conductă de la partea inferioară a acestora, unde este distribuită prin

țevi cu orificii. Apoi apa trece printr-un fund cu orificii în spațiul de sedimentare,

unde străbate ascensional stratul de depuneri. Colectarea apei decantate se face prin

jgheaburile de la partea superioară a decantoarelor.

Fig. 2.10. – Decantor suspensional fără recircularea nămolului

În cazul decantoarelor suspensionale cu recircularea nămolului apa intră

printr-o conductă (1) în camera de amestec (2), care este prevăzută cu rotor cu

palete (3) și în care se realizează amestecul acesteia cu nămolul recirculat din

spațiul de limpezire. Apoi amestecul de nămol și apă trece prin spațiul de reacție

(4) și prin spațiul de limpezire (5), unde are loc separarea, nămolul căzând la

partea inferioară iar apa decantată evacuându-se prin conducte radiale perforate (6)

într-o rigolă periferică (7) și de aici în conducta de transport (8). Podul raclor (9)

împinge nămolul către conducta circulară sau bașa centrală de colectare (10), iar

nămolul care nu se recirculă se evacuează printr-o conductă (11).

Fig. 2.11. – Decantor suspensional cu recircularea nămolului

Decantorul suspensional cu hidroejector se prevede cu hidroejector în locul

rotorului cu palete.

În cazul decantorului de tip pulsator, contactul apei cu nămolul se asigură

printr-o alimentare intermitentă care contribuie la îmbunătățirea procesului de

limpezire. Apa intră în spațiul central, unde se ridică datorită vacuumului creat. La

un anumit nivel are loc contactul cu aerul atmosferic printr-un dispozitiv electric și

apa din spațiul central se golește brusc în spațiul de decantare, unde după ce

străbate stratul de nămol este colectată prin jgheaburile de la partea superioară.

Evacuarea excesului de nămol se face printr-un canal lateral.

Fig. 2.12. – Decantor de tip pulsator

Eficiența de reținere a particulelor în suspensie depinde de suprafața de

sedimentare și mărimea hidraulică a acestor particule și nu depinde de timpul de

reținere. Astfel se pot prevedea decantoare tubulare, decantoare etajate de mică

adâncime sau decantoare lamelare.

Decantoarele tubulare sunt bazine prevăzute în interior cu 45 de tuburi PVC

cu diamterul de 110/99.4 mmm și lungimea de 6 m, dispuse cu o înclinare de 25º

față de orizontală.

Decantoarele etajate de mică adâncime sunt bazine cu mai multe

compartimente suprapuse de lățime egală cu lățimea bazinului. În cazul acestor

decantoare se mărește suprafața de sedimentare și se micșorează adâncimea apei,

particulele atingând mai repede radierul.

Decantoarele lamelare sunt similare celor tubulare, doar că în locul tuburilor

se prevăd plăci ondulate.

Filtrarea are scopul de a separa materiile solide din apă, în vederea

limpezirii acesteia. Filtrarea depinde de mărimea și concentrația particulelor solide,

de natura și caracteristicile mediului filtrant precum și de modul de funcționare,

distingându-se următoarele tipuri:

- Filtrarea prin strate granulare, care se utilizează la debite mari, cu puține

suspensii,

- Filtrarea prin site sau microsite utilizată la separarea particulelor grosiere,

- Filtrarea prin membrane care se utilizează în cazul cantităților reduse de

suspensii,

- Filtrare cu turte utilizată în cazul concentrațiilor mari de suspensii.

În funcție de viteza de filtrare există filtre lente și filtre rapide.

Filtrele lente au în componență următoarele elemente:

- Un rezervor de apă, care menține o sarcină constantă de apă deasupra

materialului filtrant,

- Un strat filtrant (nisip) pe care sunt reținute impuritățile din apă,

- Un sistem de drenaj situat la bază, care susține mediul filtrant și permite

trecerea apei,

- Un sistem de vane de comandă.

Rezervorul, stratul filtrant și sistemul de drenaj sunt reunite într-un bazin

filtrant de regulă fără acoperiș. Bazinul este de secțiune dreptunghiulară și are

adâncimea de 2.5 – 4.0 m, fiind îngropat sau semiîngropat. Pereții bazinului se pot

executa din piatră, cărămidă sau beton. Sistemul de drenaj se găsește la fundul

bazinului și poate fi realizat dintr-un planșeu fals din beton poros sau drenuri

poroase, acoperite cu un strat de pietriș pentru împiedicarea antrenării în dren a

particulelor fine din stratul de nisip. Deasupra sistemului de drenaj se găsește un

strat de nisip pe o înălțime de 0.60 – 1.20 m și un strat apă de 1.00 – 1.50 m

înălțime.

Vanele de comandă se găsesc în structuri adiacente.

Filtrele rapide se compun din următoarele elemente principale:

Sistemul de admisie a apei decantate, care poate consta dintr-o o conductă cu

ramificații pe fiecare cuvă sau dintr-un canal cu ferestre laterale în dreptul

fiecărei cuve,

Cuva filtrului, care este o construcție din beton armat sau metal având forma

în plan pătrată sau dreptunghiulară,

Jgheaburile de repartiție a apei brute și colectarea apei de spălare, care în

cazul cuvelor mici pot lipsi,

Stratul de apă situat deasupra stratului de nisip,

Stratul de nisip care are o înălțime 0.80 – 1.20 m,

Stratul de pietriș dispus între stratul de drenaj și nisip pentru a asigura o mai

bună uniformitate repartiției apei de spălare,

Sistemul de drenaj,

Conducte de apă filtrată, de evacuare a apei de spălare, de golire a filtrului,

de preaplin și instalații și armături anexe.

Sterilizarea apei se poate realiza cu ajutorul clorului (clorinare), ozonului

(ozonificare), razelor ultraviolete, sărurilor metalelor grele (argint, cupru etc.).

Cea mai utilizată este sterilizarea apei prin clorinare. Aceasta se face în stația de

clorinare, care poate fi construcție cu două camere, una pentru depozitarea

buteliilor de clor iar cealaltă pentru clorare.

Clădirea staţiei de clorinare este o construcţie supraterană având în

componenţă următoarele elemente:

- fundaţie continuă sub ziduri,

- pereţi din zidărie de caramidă,

- planşeu din beton armat,

- centuri din beton armat ,

- stâlpişori din beton armat de secţiune pătrată.

3. TRANSPORTUL APEI

Aducțiunea și distribuția apei se face prin intermediul conductelor de

aducțiune și rețelelor de distribuție. Conductele de aducțiune au rolul de a

transporta apa de la captare la rezervoare, iar rețelele de distribuție de la rezervoare

până la conductele de serviciu. Atât aducțiunea cât și distribuția apei se compun

din conducte, armături, aparate de măsură și lucrări accesorii.

3.1. Aducțiunea

Aducțiunea poate fi de tip canal, de tip conductă sub presiune sau o

combinație a acestora și trebuie să cuprindă toate construcțiile și instalațiile

accesorii (cămine, traversări de râuri, treceri sub căi de comunicație etc.).

În vederea proiectării aducțiunilor sunt necesare studii topografice,

geologice, geotehnice și hidrochimice. Studiile topografice pun la dispoziție planul

de situație a traseului ales, planul de amplasare a diferitelor obiecte, profiluri

transversale prin râuri, albii, maluri, versanți, căi de comunicații etc. Studiile

geologice și geotehnice au scopul de a furniza date referitoare la stabilitatea

generală a terenului, principalele caracteristici fizico-mecanice ale pământurilor,

nivelul apelor subterane etc. Studiile hidrochimce conduc la precizarea agresivității

apei transportate, a apei subterane și a terenului de fundare față de materialul

conductei.

Alegerea tipului de aducțiune, a materialului și formei acesteia depinde de

următorii factori principali:

- relieful terenului;

- gradul de stabilitate și de agresivitate a pământului;

- calitatea apei transportate;

- presiunea apei.

O condiție importantă pentru proiectarea aducțiunilor și care determină tipul

de apeduct o constituie prevenirea infestării apei transportate cu ape de infiltrație

provenite din precipitații, din ape de suprafață, din ape subterane sau din pierderi

de la conducte sau canale, care transportă apă murdară.

Proiectarea aducțiunilor constă în: alegerea soluției pentru traseu, a tipului

de apeduct și a materialului, efectuarea calculelor hidraulice, de rezistență și a celor

economice, precum și întocmirea planurilor și a detaliilor de execuție pentru toate

construcțiile și instalațiile ce compun aducțiunea.

Aducțiunile de tip canal transportă apa prin gravitație cu nivel liber și pot fi

deschise sau închise.

Canalele deschise transportă debite mari de apă și constau din tranșee

săpate în pământ protejate cu o îmbrăcăminte din beton, piatră sau alte materiale.

Acestea sunt solicitate în afara presiunii pământului și de acțiunea presiunii apei

transportate. Canalele deschise au o lungime mare și pot fi de secțiune

trapezoidală, dreptunghiulară, triunghiulară sau semicirculară. Secțiunea optimă

din punct de vedere hidraulic este cea semicirculară, dar din cauza execuției

dificile se construiesc canale trapezoidale, care asigură în mai bune condiții

preluarea eforturilor din acțiunea împingerii pământului și elimină efectul presiunii

gheții.

Canalele deschise de secțiune dreptunghiulară sau trapezoidală se execută,

de regulă, monolite. În principiu, ele au pereții laterali executați sub formă de plăci

cu secțiune constantă sau variabilă, dar pot fi executați și din cadre transversale pe

care reazămă plăci continue.

Dezavantajele canalelor deschise constau în murdărirea apei, variația

temperaturii apei, dezvoltarea vegetației acvatice la viteze mici ale apei și formarea

gheții.

Suprafața taluzurilor și a radierelor canalelor deschise pot fi neprotejate sau

protejate contra infiltrațiilor, exfiltrațiilor sau eroziunilor. Impermmeabilizarea se

poate realiza prin căptușire cu beton simplu monolit de 10 cm grosime, cu dale

prefabricate din beton simplu 50x50x6 cm, cu dale prefabricate din beton armat de

200x100x6 cm sau cu folie PVC plastificată de 0.4 – 0.8 mm grosime protejată cu

dale de beton de 50x50x6 cm.

Canalele închise se folosesc pentru cazurile în care se transportă apă

potabilă sau apă tratată. Acestea au lungimi mari și se așează sub adâncimea de

îngheț ținând seama și de condițiile de rezistență ale materialului la acțiunile ce

rezultă din circulație.

Forma secțiunii interioare a canalelor închise poate fi: circulară, ovoidă,

dreptunghiulară sau tip clopot. În funcție de debitele transportate canalele închise

se fac vizitabile sau nevizitabile. Canalele nevizitabile se prevăd de secțiune

circulară iar cele vizitabile se prevăd înălțate.

Canalele ovoide se așează cu vârful în sus, iar canalele tip clopot se folosesc

pentru adâncimi mici de construcție.

Canalele închise de secțiune trapezoidală sau dreptunghiulară se execută sub

formă de cadre sau sub formă de canale deschise pe care sunt rezemate plăcile de

acoperiș. În cazul canalelor prefabricate se folosesc elemente sub formă de plăci cu

nervuri pentru acoperiș, plăci în formă de L pentru pereți și plăci plane pentru

radier. O formă deosebit de avantajoasă o constituie sistemul alcătuit din inele

dreptunghiulare sau trapezoidale precomprimate.

Canalele de secțiune circulară sau ovoidă se execută din beton simplu pentru

diametre mici și din beton armat pentru diametre mari sau în cazurile în care

canalele sunt supuse la tasări mări. Acestea se mai pot realiza din elemente

prefabricate în următoarele sisteme:

- tuburi din beton armat cu lungimea de 3.0 m;

- elemente prefabricate sub formă de bolți circulare, ovoidale, care

reazemă pe blocuri de bază monolite sau prefabricate sau pe o

fundație din beton monolit;

- jgheaburi de secțiune ovoidală sau circulară.

Conductele sub presiune se folosesc pentru transportul debitelor mici pe

trasee de teren cu relief accidentat și au secțiunea circulară, aceasta rezistând în

condițiile cele mai economice la presiunea interioară la care sunt solicitate.

Acestea sunt mai scurte decât canalele deoarece nu urmăresc panta terenului.

În cazul alimentării unor consumatori importanți, conductele de aducțiune

sub presiune se introduc într-un tunel vizitabil, iar în zone muntoase masive

conductele cu diametre mai mari de 1000 mm se introduc în galerii. Din condiții

tehnico-economice, aducțiunile se pot introduce în tuneluri sau în galerii împreună

cu alte rețele.

3.2. Conductele rețelei de distribuție

Conductele rețelei de distribuție sunt conducte sub presiune, iar în funcție de

rolul pe care îl au, pot fi: conducte principale (artere), conducte de serviciu

(conducte secundare) și branșamente.

Conductele principale transportă apa de la rezervoare sau de la stațiile de

pompare în sectoarele de consum, iar cele de serviciu de la conductele principale

până la punctele de consum. Branșamentele sunt conducte prin care apa din rețeaua

de distribuție este introdusă pentru consum în rețeaua interioară de alimentare cu

apă din clădiri sau incinte industriale.

Conductele se așează la adâncimi egale sau mai mari decât adâncimile de

îngheț, ținând seama și de condițiile de rezistență a materialului conductei la

sarcinile provenite din circulație și de gradul de seismicitate a zonei respective. Se

recomandă ca așezarea conductelor să se facă în zone necarosabile, în terenuri

stabile și neagresive față de materialul conductei. În cazul în care nu pot fi evitate

terenurile agresive se vor lua măsuri de protecție.

Conductele se pot așeza în galerii vizitabile, separate sau împreună cu alte

rețele edilitare.

Fig. 3.1. – Conducte pozate în galerii vizitabile

Distanța minimă de la fața exterioară a conductelor la fundațiile clădirilor

trebuie să fie de 3.0 m, pentru a nu periclita fundațiile și inunda subsolurile în caz

de avarie. Totodată distanța în plan orizontal de la conducte la canalul de apă uzată

trebuie să fie de minim 3 m.

Rețelele de distribuție sunt alcătuite din tuburi sau țevi, piese de legătură

(coturi, teuri, ramificații etc.), aparate de măsură și control (apometre, manometre)

și construcții accesorii (camere de rupere a presiunii, cămine, treceri pe sub căi de

comunicație etc.)

Tuburile sau țevile pentru conductele de apă se pot realiza din beton

armat,beton precomprimat, material plastic, fontă ductilă, oțel, aluminiu, plumb

etc. Alegerea materialului conductei ține seama de condițiile tehnice (presiunea

apei, stabilitatea terenului de fundație, acțiunea corozivă a pământului și a apei

subterane, calitatea apei transportate etc.) și condițiile economice (costul

materialului conductei și al izolațiilor necesare, costul manoperei de montaj, costul

exploatării etc.)

Tuburile din beton se execută prin vibrare, centrifugare sau vacuumizare cu

diametrul de 400 – 1000 mm. Acestea pot fi executate din tuburi uzinate sau prin

turnare direct pe șantier.

Tuburile din beton precomprimat reprezintă soluția cea mai rațională de

utilizare a capacității de rezistență a betonului și pot fi execuate din:

- beton precomprimat, cu tub metalic,

- beton precomprimat fără tub metalic (tip PREMO).

Acestea pot fi alcătuite din două straturi de beton și armătură transversală

postîntinsă, respectiv armătură longitudinală preîntinsă sau dintr-un singur strat de

beton cu armătură longitudinală și transversală preîntinsă.

Tuburile din fontă se execută prin turnare sau prin centrifugare. Acestea se

realizează din fontă cenușie (3.5 – 3.7% carbon) sau din fontă ductilă care are un

conținut mai mare de carbon și adaos de magneziu. Tuburile din fontă prezintă

avantajul unei bune rezistențe la coroziunea produsă de apa transportată și de

pământul în care este pozată conducta.

Țevile din oțel se fabrică din oțel carbon ca țevi uzinate și țevi laminate.

Țevile laminate au o rezistență mecanică mai mare decât cele sudate, putându-se

utiliza și pentru conductele de aducțiune.

Țevile din oțel rezistă la presiuni interioare mari, precum și la sarcini

dinamice, sunt mai ieftine decât cele din fontă, se asamblează mai ușor și mai

repede și nu au pierderi mari de apă. Cel mai mare dezavantaj al țevilor din oțel îl

constituie faptul că sunt supuse la acțiunea corozivă a apei necesitând protecții

speciale contra coroziunii, cum ar fi: izolarea suprafețelor conductelor cu bitum, cu

mase plastice, cu cauciuc, cu mortar de ciment rezistent la agresiune, cu vopsea de

ulei vegetal sau prin zincare sau cromare.

Conductele din oțel se folosesc în cazul presiunilor mari, la subtraversări de

căi ferate sau linii de tramvai, în terenuri tasabile și puțin stabile, la pante

pronunțate, în terenuri cu pericol de alunecare etc.

Țevile din material plastic sunt cele mai utilizate datorită avantajelor

acestora, și anume: greutate specifică redusă, rezistență mecanică ridicată,

rezistență mare la coroziune, conductivitate termică redusă, elasticitate ridicată,

îmbinare facilă.

Materialele plastice cele mai utilizate pentru fabricarea țevilor sunt

policlorura de vinil PVC, polietilena PE și poliesteri armați cu fibră de sticlă PAS.

Tuburile de plumb se folosesc numai pentru branșamentele imobilelor

datorită faptului că sunt mai scumpe și au rezistență redusă.

Tuburile din aluminiu au greutatea mai mică decât cele din oțel, rezistență

mai mare în medii agresive și elasticitate redusă.

4. ÎNMAGAZINAREA APEI

Construcțiile destinate înmagazinării apei sunt rezervoarele sau castelele de

apă. Acestea se prevăd în sistemele de alimentare cu apă pentru:

- distribuirea unui debit superior celui furnizat de către o sursă,

aducțiune sau o stație de pompare,

- asigurarea unei rezerve în caz de avarii sau a unei rezerve pentru

stingerea incendiilor,

- reglarea presiunilor etc.

Rezervoarele se pot clasifica după mai multe criterii, și anume:

după destinaţia rezervoarelor putem distinge:

- rezervoare pentru apă potabilă;

- rezervoare pentru apă industrială;

- cuve şi bazine din cadrul staţiilor de tratare a apei;

- cuve şi bazine din cadrul staţiilor de epurare a apelor uzate.

după poziția lor față de sol se deosebesc rezervoare:

- îngropate sau subterane (fig. 4.1. a);

- semiîngropate (fig. 4.1. b);

- de suprafață (supraterane) (fig. 4.1. c);

- de înălțime: castele de apă (fig. 4.1. d), rezervoare pe coșuri de fum (fig.

4.1. e), rezervoare de acoperiș (fig. 4.1. f)

după modul de acoperire rezervoarele pot fi:

- descoperite;

- acoperite.

după modul de compartimentare există:

- rezervoare cu o singură cameră;

- rezervoare cu mai multe camere:

- paralele (fig. 4.2. a și b),

- concentrice (fig. 4.2. c),

- etajate (fig. 4.2. d).

în funcție de tehnologia de execuție se deosebesc rezervoare:

- monolite

- prefabricate, din beton armat sau beton precomprimat.

după forma în plan rezervoarele pot fi:

- de formă drepunghiulară (pătrată);

- de formă poligonală;

- de formă circulară.

Capacitatea rezervoarelor variază în limite extrem de largi, de la 50 m3 până

la 100000 m3, chiar și peste această capacitate.

Fig. 4.1. – Rezervoare: a – îngropate; b- semiîngropate; c- de suprafață;

d – de înălțime; e – pe coșuri de fum; f – de acoperiș (sursa: Bucur, I., 1980)

Fig. 4.2. – Clasificarea rezervoarelor din punct de vedere al compartimentării: a

și b – cu mai multe camere, paralele; c- concentrice; d- etajate;(sursa: Bucur, I.,

1980)

La început rezervoarele erau construite din lemn, apoi din cărămidă şi odată

cu dezvoltarea metalurgiei din metal. Utilizarea betonului armat la construirea

rezervoarelor datează încă de la începutul secolului XX. Aplicarea pretensionării la

rezervoarele de apă a îmbunătăţit spectaculos calităţile structurale şi funcţionale ale

acestora şi a permis totodată mărirea capacităţii rezervoarelor.

În prezent rezervoarele se execută din beton armat datorită avantajelor

acestuia, cum ar fi: rezistenţa la foc,rezistenţa la coroziune şi la agenţi chimici,

posibilitate de curăţire uşoară,cheltuieli reduse de întreţinere, posibilitatea adaptării

formei celei mai adecvate cerinţelor funcţionale, cheltuieli de construcţie relativ

reduse.

Dintre dezavantajele utilizării betonului armat la rezervoare de menţionat ar

fi tendinţa de fisurare a betonului armat supus la eforturi de întindere și

dificultatea etanşării îmbinărilor, a rosturilor de dilatare şi a străpungerilor, în

special în zonele aflate sub presiune mare.

Aceste dificultăţi se pot depăşi printr-o conformare statică cât mai corectă,

prin utilizarea unei tehnologii de execuţie adecvate, dar mai ales prin folosirea

precomprimării. Precomprimarea permite eliminarea completă a fisurării pereţilor,

face posibilă adoptarea unor grosimi de pereţi reduse, condiţie prin care se reduce

şi pericolul de fisurare din contracţie şi variaţii de temperatură, asigură

impermeabilitatea la lichide, o protecţie mai bună a armăturii la coroziune, precum

şi o durabilitate mai mare la preţ de cost convenabil. Recipienții pentru lichide din

beton precomprimat posedă etanșeitate mult superioară celor din beton armat.

La alegerea formei rezervorului trebuie să se ţină seama de următorii factori

principali: fluxul tehnologic pe care-l deserveşte, amplasarea rezervorului, modul

de lucru static, tehnologia de execuţie şi economicitatea soluţiei. Astfel pentru o

capacitate dată, forma se alege astfel încât să necesite un consum minim de

material de construcţie. Acest criteriu este condiţionat de minimalizarea suprafeţei

de perete şi de optimizarea stării de eforturi interioare.

Din punct de vedere static rezervoarele circulare sunt preferabile celor

dreptunghiulare sau pătrate, deoarece în cazul acestora, pentru presiunea radială

uniformă dată de apă, acţionând normal la perete, forma circulară în plan este de

coincidenţă (se nasc numai eforturi axiale de întindere), în timp ce în cazul

rezervoarelor dreptunghiulare pe lângă solicitările de întindere apar şi momente

încovoietoare, fapt care conduce la un consum mai mare de oţel şi beton (sursa:

Bucur I., 1980).

În cazul rezervoarelor din beton armat, trebuie acordată o atenţie deosebită

asigurării etanşeităţii, fără de care aceste construcţii îşi pierd funcţionalitatea. Pe

lângă asigurarea etanşeităţii este necesară şi asigurarea protecţiei interioare

anticorozive, în cazul în care aceste construcţii înmagazinează lichide cu efect

coroziv asupra betonului.

Etanşeitatea unui rezevor se asigură atât prin etanşeizarea câmpului de perete

şi de radier, cât şi prin realizarea corespunzătoare a rosturilor structurii.

Etanşeizarea pereţilor unui rezervor de apă se poate realiza prin următoarele

procedee:

Executarea unui beton cu permeabilitate redusă prin utilizarea unei

compoziţii corespunzătoare. Clasa betonului folosit la elementele în contact

cu lichidul şi gradul de impermeabilitate al betonului se stabilesc în funcţie

de presiunea lichidului înmagazinat, de grosimea elementului şi de

proprietăţile de agresivitate ale lichidului înmagazinat sau ale mediului

înconjurător.

Limitarea fisurilor - la elementele din beton armat care se găsesc în contact

cu lichidul, deschiderea fisurilor se limitează la 0,1 mm pe feţele în contact

cu lichidul.

Tencuială de impermeabilizare - se aplică în 3 – 6 straturi pe faţa dinspre

presiunea apei. Un strat de tencuială din mortar de ciment de 2 – 3 cm

aplicat pe faţa interioară a peretelui prin torcretare poate servi ca strat suport

pentru vopsele polimerice, aplicate în două sau trei straturi, realizând o

hidroizolaţie eficace.

Izolaţie bituminoasă - asigură o etanşeitate perfectă în cazul în care este

utilizată ca protecţie interioară, dar poate compromite calitatea apei şi nu se

recomandă la rezervoarele de apă potabilă.

Izolaţie din mase plastice – reprezintă straturi de izolaţie elastică care se

aplică peste un strat suport de mortar de ciment. Se utilizează sub formă de:

vopsele pe bază de clorcauciuc, răşini epoxidice în două componente sau

perclorvinil, mase de şpaclu pe bază de polimeri din răşini epoxidice sau

perclorvinilice, simple sau armate cu ţesături din fibre de sticlă, acoperiri cu

folii de butarom, polietilenă, PVC, cauciuc, etc.

Izolaţie cu folii de plumb de 1 – 2 mm grosime – reprezintă o soluţie

scumpă dar asigură o etanşeitate perfectă, utilizându-se la lucrările de

etanşeizări pretenţioase şi în special la rosturi.

Placaje de faianţă sau gresie prinse cu mortar de ciment şi rostuite cu chituri

sau masticuri bituminoase (sursa: Bucur I., 1980) [10].

În prezent există o gamă variată de produse pentru impermeabilizarea

pereţilor din beton armat a rezervoarelor cum ar fi:

Peliculă flexibilă hidroizolantă pe bază de ciment (Nicote CM210).

Mortar de impermeabilizare rezistent la presiunea hidrostatică, mortar pe

bază de ciment pentru impermeabilizare osmotică, mortar mineral de

impermeabilizare.

Sistem de impermeabilizare semielastic pe bază de ciment și latex acrilic,

sistem de impermeabilizare flexibil pe bază de ciment și polimeri modificați.

Sistem penetrant de cristalizare în adâncime, care este un tratament chimic

pentru protecţia betonului împotriva infiltrării apei în pori şi capilare.

Masă omogenă pe bază de ciment pentru etanșarea elementelor din beton în

contact cu apa reziduală.

Mortar bicomponent elastic folosit pentru hidoizolarea şi protecţia

anticorozivă a suprafeţei betonului (Mapelastic).

Emulsie bituminoasă hidoizolantă (Plastimul).

Vopsea epoxidică aplicată în două straturi.

Soluție de silicat modificată biochimic, care pătrunde în beton, reacționează

cu calciul liber și apa formând un gel complex de silicat de calciu în

crăpături, pori și capilarități.

În cazul în care rezervoarele înmagazinează ape uzate sau alte lichide cu

efect coroziv asupra betonului, se aplică o protecţie anticorozivă pe faţa interioară

a peretelui, care poate consta din unele procedee aminintite mai sus sau din

procedee specifice de protecţie anticorozivă şi anume:

Placaje de gresie prinse şi rostuite cu chituri anticorozive.

Căptuşeală din zidărie de cărămidă antiacidă sau din gresie antiacidă, prinsă

în mortar de ciment sau chit anticoroziv, rostuită cu chituri anticorozive sau

masticuri bituminoase.

Fluatizarea – constă în tratarea suprafeţei de tencuială drişcuită fin cu o

soluţie de fluosilicaţi solubili, în special fluosilicat de magneziu, de zinc sau

de plumb.

Silicatizarea - constă în aplicarea pe faţa tencuită a betonului, a mai multor

straturi de soluţii de silicat (silicat de sodiu sau de potasiu).

Placaj de ebonită, căptuşeală din folie de aluminiu şi alte tipuri de căptuşeli

din materiale antiacide (sursa: Bucur I., 1980) [10].

Un alt factor important privind funcţionarea rezervorului o constituie

izolarea termică a peretelui, care împiedică îngheţarea sau încălzirea excesivă a

lichidului înmagazinat şi protejează peretele prin diminuarea eforturilor din

temperatură, în cazul înmagazinării unor lichide calde. Izolaţia termică se poate

realiza prin mai multe soluţii şi anume:

- strat de aer izolant între doi pereţi de beton, sau unul de beton şi celălalt

de cărămidă,

- perete exterior din cărămidă cu goluri,

- utilizarea unui strat izolant (polistiren expandat, plăci rigide de

vată minerală, plăci de beton celular etc.) protejat de un perete

exterior din beton monolit, prefabricat sau zidărie.

Izolaţia termică poate să lipsească la rezervoarele de apă, în care lichidul

este în mişcare continuă (decantoare cu pod raclor), precum şi în cazul unor

capacităţi mai mari de înmagazinare (peste 1000 m3), datorită inerţiei termice

ridicate a masei de apă pe de o parte şi a masei de beton pe de altă parte (sursa:

Guerrin, A., 1968) [33].

În general un rezervor se compune din radier, pereți și acoperiș (fig. 4.3).

Alăturat sunt dispuse de obicei unul sau mai multe cămine de vizitare sau casa

vanelor, care face legătura între rezervor și rețeaua de instalații interioare și asigură

controlul funcționării rezervorului.

Fig.4.3. – Părțile componente ale unui rezervor (sursa: Bucur I., 1980)

[10]

4.1. Rezervoare prismatice din beton armat

Rezervoarele prismatice sunt alcătuite din plăci plane, simple sau nervurate

și pot fi descoperite sau acoperite.

Rezervoarele de secțiune pătrată sau drepunghiulară se realizează de obicei

din beton armat turnat monolit, în afara acoperișului și a stâlpilor interiori de

susținere care pot fi prefabricați. Există cazuri cînd s-au folosit elemente

prefabricate pentru construcția pereților și chiar a radierului. Precomprimarea este

mai puțin folosită la rezervoarele prismatice.

În cazul rezervoarelor prismatice descoperite (bazine) pereții se execută

din plăci fără nervuri sau cu nervuri, încastrate în radier. Pereții se execută cu

nervuri verticale în cazul rezervoarelor de dimensiuni mari în plan. Nervurarea

verticală se poate obține și prin utilizarea unor bolți cilindrice. În cazul în care

rezervoarele au înălțimi mari, pereții se execută nervurați pe ambele direcții.

Nervurile orizontale se dispun la distanțe în așa fel alese încât să fie aproximativ

egal încărcate.

Rezervoarele prismatice acoperite de dimensiuni mari se execută de obicei

îngropate. În vederea susținerii acoperișului se introduc stâlpi intermediari de

rezemare. Acoperișul poate fi conceput sub forma unui planșeu pe rețele de grinzi,

planșeu ciupercă, planșeu dală, bolți cilindrice executate monolit sau prefabricat.

Radierul se execută de obicei sub formă de radier pe grinzi principale și secundare,

planșeu ciupercă întors, respectiv radier casetat. Pereții exteriori sunt formați din

plăci încastrate elastic în acoperiș și radier sau plăci rigidizate cu nervuri (sursa:

Bucur, I., 1980.

Fig.4.5. – Rezervoare prismatice cu plăci nervurate de acoperiș sau tiranți

(sursa: Bucur, I., 1980) [10]

Fig. 4.6. – Rezervor de secțiune dreptunghiulară cu două compartimente

În cadrul sistemului de alimentare cu apă a localității Diosig există un

rezervor din beton armat monolit, de formă dreptunghiulară în plan, având două

compartimente cu capacitatea de 100 m3

fiecare. Rezervorul este acoperit, îngropat

și a fost construit recent, respectiv în anul 2010. Acoperișul a fost conceput sub

forma unui planșeu.

Banda SIKA

Fig. 4.7. – Rezervor de formă dreptunghiulară în plan din cadrul sistemului de

alimentare cu apă a localității Diosig

4.2. Rezervoare circulare din beton armat și precomprimat

În general, rezervoarele circulare sunt constituite din învelitori subțiri de

rotație, cea mai simplă formă de rezervor circular fiind cea cilindrică.

În cazul rezervoarelor de dimensiuni mici, respectiv cu diametrul D≤5 m,

acoperișul și radierul se execută sub formă de placă plană. În cazul rezervoarelor

mari peretele se execută cilindric; acoperișul poate fi conceput sub formă de

planșeu pe grinzi radiale, planșeu ciupercă, cupolă, acoperiș suspendat; radierul

poate fi executat sub formă de placă plană, placă conică, planșeu ciupercă, cupolă

întoarsă etc. Pentru acoperișuri cu deschideri ce depășesc 20 ÷ 30 m se pot

prevedea reazeme intermediare (sursa: Bucur, I., 1980).

Fig. 4.9. – Rezervor circular singular, îngropat

Fig. 4.10. – Rezervoare circulare cuplate

Pentru rezervoarele circulare s-au realizat și proiecte tip cum este, de

exemplu, Proiectul nr. 5018/A – Rezervor circular acoperit din beton armat pentru

înmagazinarea apei cu capacitatea de 1000 mc. În cadrul acestui proiect structura

rezervorului este alcătuită dintr-un radier circular din beton armat, un perete

cilindric din beton armat încastrat în radier și un acoperiș alcătuit din elemente

prefabricate dispuse radial, de tip dală sau elemente ”T” rezemate simplu pe un

stâlp central prefabricat sau preturnat pe șantier, și pe peretele rezervorului.

Rezervoarele pot fi amplasate în raport cu nivelul terenului în trei variante:

subteran, semiîngropat sau suprateran ( fig. 4.11.).

Fig. 4.11. – Rezervoare circulare acoperite supraterane, semiîngropate și

subterane (sursa: Proiect tip 5018/A, 1976) [114]

Un exemplu de rezervor realizat pe baza unui proiect tip este cel din cadrul

sistemului de alimentare cu apă a localității Tileagd (fig. 4.12). Rezervorul este

acoperit și are două compartimente cu capacitatea 2x750 mc. Acoperișul este

susținut de stâlpi de secțiune pătrată având dimensiunile 40 x 40 cm.

SECTIUNEA A - A

Sc.1:20

445

75818 758 40 758 1840758

63 540 5 6325 25 25 25

10 1518 10 70

20

10

7015 10

10

20

18

401030282525 10 25252830 25

25 25 25 2563540563

302825 10 252528301040

10

+4.55

+2.20

445

-3.40

-3.25

-3,05

-2.25

-1.35

Vi = -0.50

+1.60

+2.20

+2.37

17

80

15

-3.7030

20

R1/2 R1/2

Dn 100 Dn 100

R1”

6

V1 V2

6 6

7

Fig.4.12. – Rezervor circular din cadrul sistemului de alimentare cu apă –

Tileagd

În cazul rezervoarelor din beton armat de mare capacitate, condiția de

asigurare a impermeabilității pereților conduce la grosimi de perete foarte mari,

ceea ce implică consumuri specifice de beton și armatură ridicate. Astfel, în

vederea eliminării acestui neajuns, s-a răspândit foarte mult utilizarea

precomprimării rezervoarelor, paralel cu apariția și perfecționarea tehnologiilor de

precomprimare. Se consideră că pentru capacități ce depășesc 800 m3 rezervoarele

precomprimate sunt mai ieftine decât cele din beton armat.

Rezervoarele circulare se precomprimă pe direcţia cercurilor paralele cu

scopul de a anihila efectul întinderilor orizontale inelare, produse de presiunea

lichidului. De asemenea pereţii se pot precomprima şi pe direcţie verticală în

vederea preluării întinderii din momentele încovoietoare pe această direcţie sau

pentru a realiza legătura perete – radier (rezervoare prefabricate).

La rezervoarele înalte se impune precomprimarea radierului cu scopul de a

asigura impermeabilitatea acestuia. La acoperișuri precomprimarea se utilizează la

inelele de rezemare ale cupolelor circulare.

Precomprimarea se folosește mai rar la rezervoarele dreptunghiulare, și nu

direct în pereți. Ea se utilizează la grinzile acoperișurilor rezervoarelor

dreptunghiulare.

Precomprimarea se poate realiza prin intermediul armăturilor pretensionate.

Există două moduri de realizare a precomprimării, și anume: cu armătură

preîntinsă sau cu armătură postîntinsă. În cazul armăturilor preîntinse, întinderea

armăturii se face înaintea turnării betonului, iar în cazul armăturilor postîntinse,

pretensionarea armăturii se realizează după întărirea betonului, iar armătura se

poate așeza în interiorul elementului ori în canale realizate prin teci de diferite

materiale sau poate fi înfășurată pe suprafața laterală a elementului de beton.

Pretensionarea armăturii se realizează cu prese rezemate pe beton, aceasta fiind

simultană cu precomprimarea betonului, transferul făcându-se la pretensionarea

armăturii. După atingerea nivelului dorit de precomprimare, armătura este blocată

la capete cu ajutorul unor dispozitive speciale de ancoraj, care au un rol hotărâtor

în transmiterea forței de precomprimare. În cazul precomprimării prin înfășurare,

după blocarea armăturii, se torcretează elementul pentru realizarea aderenței și

pentru protejarea armăturii pretensionate, care este esențială pentru comportarea

elementelor de beton sub încărcările de exploatare.

Precomprimarea se folosește mai rar la rezervoarele dreptunghiulare, și nu

direct în pereți. Ea se utilizează la grinzile acoperișurilor rezervoarelor

dreptunghiulare

În cadrul stației de tratare din Botoșani există un rezervor pentru

înmagazinarea apei având capacitatea de 10000 mc (fig. 4.13.). Rezervorul are

forma circulară în plan și este executat din beton precomprimat. Acoperișul

rezervorului este realizat din chesoane prefabricate, iar stâlpii interiori sunt

prefabricați și au secțiunea pătrată 45 x 45 cm.

Fig. 4.13. – Rezervor circular din beton armat precomprimat (Botoșani)

Un alt exemplu de rezervor circular din beton precomprimat, dar având

camere concentrice este și cel ilustrat în figura 4.14.

Fig. 4.14. – Rezervor cilindric circular din beton precomprimat monolit cu

camere concentrice

La Galați există două rezervoare circulare din beton precomprimat, unul

având capacitatea de înmagazinare de 15000 mc (fig. 4.15), iar celălalt are două

cuve concentrice de câte 20000 mc fiecare (fig. 4.16).

Fig. 4.15. – Rezervor cu secțiunea circulară din beton armat precomprimat

(Galați)

Fig. 4.16. – Rezervor cilindric circular suprateran din beton precomprimat

(Galați)

4.3. Rezervoare prefabricate

În cazul rezervoarelor, prefabricarea prezintă avantajul posibilității folosirii

unor betoane cu calități superioare, necesare asigurării unui grad ridicat de

impermeabilitate a pereților. În plus prin fragmentarea structurii se elimimă

pericolul fisurării din contracție.

Problema specifică a prefabricării rezevoarelor o constituie prefabricarea

pereților, respectiv fragmentarea și refacerea continuității acestora. În acest sens

există o gamă variată de soluții executate, ce implică:

- elemente plane fără sau cu nervuri verticale, asamblate prin intermediul unor

centuri din beton armat precomprimat;

- elemente plane cu extrados curb asamblate prin înfășurare;

- elemente cilindrice, curbate după perimetrul rezervorului, prevăzute cu canale

pentru cable și asamblate prin posttensionarea segmentelor de cablu, introduse

în aceste canale și ancorate în pilaștrii de ancorare;

- elemente prefabricate în formă de bolți cilindrice ce reazemă pe două inele, de

obicei precomprimate;

- elemente prefabricate sub forma unor învelitori cu dublă curbură, asamblate cu

ajutorul a două sau mai multe inele precomprimate (sursa: Bucur, I., 1980).

Pentru exemplificare se prezintă pentru început două soluții de decantoare

radiale prefabricate și anume: decantoarele Sediclar utilizate pentru epurarea apelor

naturale folosite ca apă industrială și decantoarele tipizate pentru alimentări cu apă.

În cazul acestor decantoare s-a adoptat forma circulară în plan, cu pereți laterali în

două pante și cu un corp central în mijlocul rezervorului (fig. 4.18).

Fig. 4.18. – Rezervor prefabricat (sursa: Mihăilescu, M., Bucur Ildiko și alții,

1981)

Pereții exteriori au fost proiectați sub forma unor chesoane curbe de tip

cilindric pentru partea de perete vertical și de tip conoidal pentru porțiunea de

perete înclinat. Chesoanele înclinate reazemă pe grinzi cu zăbrele, dispuse radial,

care descarcă pe fundații liniare izolate

Fig. 4.19. – Montarea elementelor prefabricate pe grinzi cu zăbrele

dispuse radial

4.4. Rezervoare metalice

Rezervoarele metalice sunt construcții din tablă, care constituie atât

elementul de rezistență, cât și elementul de închidere al acestora. Rezervoarele

trebuie astfel alcătuite încât tabla să fie solicitată numai la întindere datorită

faptului că solicitările de compresiune și încovoiere favorizează apariția voalării.

La îmbinarea tablelor din care sunt alcătuite rezervoarele, pe lângă

respectarea condițiilor de rezistență trebuie îndeplinite și condițiile de etanșeitate.

Astfel sudura este cea mai bună soluție de îmbinare, fiind recomandată cea de

adâncime deoarece are cea mai bună comportare din punct de vedere al rezistenței.

În cazul rezervoarelor mari este rațională folosirea oțelurilor de calitate

superioară, care poate conduce la economii importante de material.

În funcție de forma lor, rezervoarele metalice pot fi de următarele tipuri:

- rezervoare cilindrice verticale cu fundul plat sau curb

- rezervoare cilindrice orizontale cu fund plat sau curb

- rezervoare de diferite forme: sferice, picătură de apă, prismatice etc.

Rezervoarele cilindrice verticale sunt alcătuite dintr-o manta cilindrică,

mărginită la partea superioară de capacul rezervorului și la partea inferioară de

fundul rezervorului. Diametrul și înălțimea rezervoarelor se stabilesc în funcție de

capacitatea prescrisă, astfel încât consumul de material să fie minim.

Fig. 4.20 – Rezervoare metalice

Fundul rezervorului este alcătuit din tablă cu grosimea de 4 – 8 mm. Acesta

se realizează din table dreptunghiulare cu excepția celor de pe margine care au

forma unor segmente de cerc și care trebuie să fie așezate în același plan, pentru a

permite prinderea peretelui lateral de fund.

Fig. 4.21. – Alcătuirea fundului rezervorului

Mantaua cilindrică se execută din mai multe virole, care sunt alcătuite din

table îmbinate cap la cap. Peretele cilindric se poate prinde de fundul rezervorului

prin două cordoane de sudură continue sau printr-un cordon de sudură continuu și

un profil cornier.

Fig. 4.22. – Prinderea peretelui cilindric de fund

Capacul rezervorului se execută din tablă, care formează o pânză

autoportantă sau care este susținută pe ferme sau grinzi curbe.

Fig. 4.23. – Capac autoportant

Montarea rezervoarelor se poare realiza prin mai multe metode. O metodă

constă în montarea independentă a fiecărei table cu ajutorul unei macarale, sudarea

executându-se de pe schele fixe sau mobile. A doua metodă constă în executarea

prealabilă a virolelor și montarea lor începând cu virola superioară și capacul, prin

ridicare succesivă cu vinciuri.Aceste metode prezintă dezavantajul că necesită un

volum mare de sudură pe șantier. Metoda, care elimină acest incovenient este cea

de montare a rezervoarelor rulate. Fundul și peretelete rezervorului se sudează

complet în atelier și cu ajutorul unor dispozitive speciale se rulează sub formă de

spirale, care apoi se derulează pe șantier direct în poziția de montaj.

Fig. 4.24. – Capac susținut de o fermă metalică

Fig. 4.25. – Montarea rezervorului cu vinciuri

Fig. 4.26. – Montarea rezervoarelor rulate

4.5. Castele de apă

Elementele structurale componente ale unui castel de apă sunt:

- rezervorul propriu-zis,

- turnul de susținere,

- fundația,

- elemente anexe care cuprind:

- turnul interior care adăpostește scara de acces și conductele,

- spațiul de vizitare, plasat sub rezervor,

- structura de acoperire a rezervorului,

- instalațiile de ventilare, de iluminare și protecție.

Forma rezervorului se alege ținând seama de considerente de ordin static, de

ordin constructiv privind tehnologia de execuție și de ordine estetic. De cele mai

multe ori se utilizează forma de rotație, cea mai simplă fiind cea cilindrică, care

este ușor de executat și care este indicată pentru capacități mai reduse. Pentru

capacități mai mari se utilizează forma tronconică sau alte forme de suprafețe de

rotație, având curbura lui Gauss negativă.

O problemă specială o constituie izolația termică a rezervorului, care se

determină pe baza unui studiu termotehnic ce ține seama de frecvența ciclului de

golire – umplere. Izolarea termică se poate realiza prin executarea unui perete

dublu, cu un strat de aer între pereți de 10 – 80 cm sau prin aplicarea directă a

stratului de izolație termică pe peretele exterior al rezervorului, după verificarea

prealabilă a etanșeității acestuia.

Fig. 4.27. – Elementele structurale ale unui castel de apă

Fig. 4.28. – Tipuri de rezervoare pentru castele de apă:a, b, c, d – cilindrice; e, f

– tronconice; g – formă de rotație având curbura lui Gauss negativă

Turnul de susținere se poate realiza sub formă de structură spațială discretă

din bare ( stâlpi + grinzi de rigidizare) sau sub formă de turn de formă cilindrică

sau ușor tronconică. Există și un tip special de castel de apă, la care peretele

turnului de susținere este în continuarea peretelui rezervorului, formând una și

aceeași suprafață.

Sistemul de fundare a castelelor de apă se alege în funcție de natura

terenului, mărimea castelului de apă și forma turnului de susținere. În cele mai

multe cazuri se utilizează plăci de fundație circulare sau inelare rigidizate cu

nervuri.

În cazul castelelor de apă de mare capacitate cu turnul de formă cilindrică,

cea mai avantajoasă este fundarea directă pe plăci curbe subțiri de rotație, respectiv

fundarea indirectă pe piloți din beton armat sau beton precomprimat.

Pentru acoperirea castelelor de apă se utilizează planșee plane, cupole

tronconice, cupole sferice sau chiar suspendate în cazul rezervoarelor de capacitate,

respectiv deschidere mare.

Fig. 4.29. – Sisteme de fundații pentru castele de apă:a – radier general; b –

inelară din beton armat sau precomprimat; c – fundații izolate; d – indirecte, pe

piloți din beton armat sau precomprimat

5. STAȚII DE POMPARE

Stația de pompare este un ansamblu de construcții, instalații și utilaje, care

au rolul de a ridica apa la cota cerută de folosință.

Stațiile de pompare pot fi amplasate la captare, la stația de tratare, pe

aducțiune sau după rezervor dacă trebuie să asigure presiunea de serviciu în rețea.

În funcție de calitatea apei pe care o ridică stațiile de pompare pot fi: stații

de pompare pentru apă brută, pentru apă limpede, pentru apă dedurizată etc.

Stațiile de pompare pot avea și alte roluri în cadrul sistemelor de alimentare

cu apă, deosebindu-se:

- stații de pompare pentru evacuarea depunerilor din camera de priză a

captării, din decantoare etc.,

- stații de pompare pentru recircularea apei,

- stații de pompare pentru spălarea filtrelor.

În funcție de poziția față de nivelul terenului stațiile de pompare pot fi:

supraterane, semiîngropate sau subterane.Acestea trebuie să prezinte siguranță și

continuitate în funcționare, să asigure condiții igienice și sanitare pentru personal și

să fie economice în exploatare.

O stație de pompare este alcăuită, în general din:

- echipamentul electromecanic (pompe, motoare etc.)

- instalația hidraulică (conducte, piese de legătură, aparate de măsură și

control etc.)

- clădirea care adăpostește echipamentele și instalațiile, în care sunt

prevăzute și încăperi auxiliare (ateliere, depozite, grup sanitar, camera de

comandă etc.).

Clădirea stației de pompare se proiectează astfel încât întreținerea și

exploatarea ei să fie cât mai facilă, iar extinderea în viitor să se poată realiza fără

întreruperea funcționării acesteia.

Tipurile cele mai caracteristice de clădiri ale stațiilor de pompare sunt:

Construcție cu infrastructură pe radier general și cu suprastructură,

care cuprinde o infrastructură masivă având rol de fundație și radier

general al clădirii, de fundație a electropompelor și de pereți pentru

subsol. Aceasta poate fi executată în cheson cu o izolație hidrofugă

aplicată la interior sau în batardou cu palplanșe, la care hidroizolația

se realizează la exteriorul blocului.

Contrucție cu fundații separate și suprastructură, care se aplică în

cazul stațiilor de pompare cu ax orizontal sau la stațiile cu subsol

executate în terenuri cu niveluri ale apei subterane foarte coborâte față

de nivelul subsolului și având o capacitate portantă suficientă.

Construcție fără suprastructură, care se adoptă în cazul stațiilor de

pompare cu adâncime de construcție și cu funcționare periodică.

Fig. 5.30. – Stație de pompare tip cheson

Clădirea stației de pompare cuprinde sala pompelor, sala transformatoarelor

electrice și încăperi auxiliare.

Sala pompelor are dimensiunile în plan stabilite în funcție de dispunerea

agregatelor, de spațiile de circulație și de posibilitatea de extindere. Această sală

are înălțimea liberă de minimum 3,0 m, când nu se prevăd mecanisme de ridicare a

agregatelor de pompare, iar când se prevăd mecanisme de ridicat, piesele se vor

transporta peste utilajul montat cu un spațiu de siguranță de minimum 0,5 m.

Între perete și părțile proeminente ale agragatelor se consideră un spațiu de

minim 0,8 m, între perete și fundație la pompele paralele se consideră un spațiu

mimin de 1,0 m, iar între agregatele de pompare așezate paralel se consideră

minimum lățimea postamentului, dar cel puțin 1,0 m. Lățimea spațiului de

circulație pentru personalul de exploatare se consideră de minimum 1,5 m la debite

de cel mult 1 m3/s și de minimum 2,5 m la debite peste 1m

3/s.

Fața superioară a blocului de fundație se va dispune cu minimum 15 cm

mai sus decât pardoseala sălii pompelor, iar contra vibrațiilor, fundațiile pompelor

se vor izola cu plută armată sau cu amortizoare de cauciuc.

În interiorul stației de pompare, conductele pot fi instalate în canale de

cărămidă, de beton sau beton armat, în subsolul sau pardoseala sălii de mașini, pe

pardoseală sau în cazuri speciale deasupra agregatelor, la cel puțin 2 m de

pardoseală și în acest caz trebuie izolate termic.

Fig. 5.31. – Stație de pompare

6. CANALIZAREA ȘI EPURAREA APELOR UZATE

6.1. Schema generală a unei sistem de canalizare

Canalizarea reprezintă ansamblul de canale și lucrări accesorii, destinate să

colecteze și să conducă apele uzate (menajere sau industriale) și apele meteorice la

stațiile de epurare, să le epureze până la un grad impus de condițiile de salubritate a

cursului de apă și apoi să le deverseze în acesta.

Stația de epurare a apelor uzate reprezintă ansamblul de construcții și

instalații, în care apele de canalizare sunt supuse proceselor tehnologice de epurare,

care le modifică în așa fel calitățile încât să îndeplinească condițiile prescrise, de

primire în emisar și de îndepărtare a substanțelor reținute din aceste ape.

În general un sistem de canalizare cuprinde: rețeaua de canale, lucrări de

îmagazinare, lucrări de pompare, lucrări de epurare și guri de vărsare.

Fig.6.1. – Schema de canalizare

6.2. Sisteme de canalizare

Colectarea, transportul și evacuarea apelor uzate și meteorice se poate face

în sistem: unitar, separativ sau mixt. În sistemul unitar apele de canalizare sunt

colectate și transportate într-o singură rețea de canale. În sistemul separativ se

prevăd cel puțin două rețele distincte pentru colectarea și transportul apelor de

canalizare, apele uzate fiind colectate și transportate într-o rețea de canale

subterane, iar apele meteorice scurgându-se la suprafață prin rigolele străzilor sau

subteran printr-o rețea de canale.

La alegerea sistemului de canalizare trebuie să se țină seama de: importanța

și caracteristicile obiectului care se canalizează, de caracteristicile și proveniența

apelor de canalizare, de relieful terenului, de cursurile de apă din apropiere care pot

fi folosite ca receptori pentru apele de canalizare, de situația existentă a canalizării

în zonă, de limitele admisibile de substanțe impurificatoare la evacuarea apelor de

canalizare în emisari și de încadrarea în planul sau schema privind gospodărirea

complexă a apelor bazinului hidrografic din care face parte emisarul.

6.2.1. Pomparea

Apele uzate și cele metorice se pot pompa la și în instalațiile de epurare, la

vărsarea în emisar sau în cadrul rețelei de canalizare.

Amplasarea stațiilor de pompare se face pe baza calculelor tehnico-

economice, ținându-se seama de condiții sanitare, de condiții hidrogeologice, de

planul de sistematizare, de relief, de surse de energie și de amenajarea unor guri de

descărcare gravitațională în caz de avarii.

Stațiile de pompare se compun din bazine de recepție cu grătare la intrare și

din casa pompelor.

În funție de forma în plan stațiile de pompare pot fi circulare sau

dreptunghiulare, iar în funcție de poziția față de nivelul terenului acestea pot fi

construite deasupra solului, semiîngropate sau subterane.

În cazul stațiilor mici de pompare bazinul de recepție face corp comun cu

casa pompelor, iar în cazul stațiilor mari bazinul de recepție este separat de casa

pompelor.

Fig. 5.2. – Stații de pompare: a) stație de pompare subterană cu pompe cu ax

vertical, b) stație de pompare care ridică apa la instalțiile de epurare

Bazinul de recepție primește apele de canalizare în stație uniformizând

regimul de funcționare al pompelor și permițând înmagazinarea apelor până la

punerea în funcțiune a pompelor de rezervă.

Bazinele de recepție se pot realiza din zidărie de cărămidă, din beton simplu

sau armat. Bazinele de formă circulară se pot executa în terenuri cu ape subterane

prin coborâre în cheson deschis.

Casa pompelor poate adăposti: agregatele pompă-motor electric, instalațiile

hidraulice, echipamentul electric, dispozitivele pentru manevrarea pieselor grele,

instalațiile de ventilație și încălzire precum și încăperile auxiliare. Hala mașinilor

se dimensionează în funcție de spațiul necesar demontării, întreținerii și revizuirii

agregatelor și conductelor.

6.3. Epurarea apelor uzate

Apele uzate trebuie epurate înainte de vărsarea lor în apele de suprafață, în

apele subterane sau în terenuri cu soluri care permit irigații sau infiltrații.

Epurarea apelor uzate se face în stația de epurare prin mai multe metode și

anume: metoda mecanică, mecano-chimică și biologică. Nămolul rezultat este

prelucrat prin fermentare, stabilizare și deshidratare.

Metoda mecanică constă în reținerea materiilor în suspensie care are loc la

grătare, la site, în deznisipatoare, în decantoare sau separatoare de grăsimi.

Metoda mecano-chimică constă în reținerea substanțelor în suspensie,

coloidale și în soluție prin tratarea apei cu coagulanți. În acest sens se prevăd

construcții și instalații pentru gospodăria de reactivi, camere de amestec, camere de

reacție și decantoare.

Metoda biologică constă în reținerea substanțelor insolubile, coloidale și

dizolvate și în mineralizarea aerobă a substanțelor organice biodegradabile

reținute.

Epurarea biologică naturală poate avea loc pe câmpuri de irigație, pe

câmpuri de infiltrare, în iazuri biologice, pe câmpuri de infiltrare subterană, pe

câmpuri de irigare subterană sau în puțuri absorbante.

Epurarea biologică artificială poate avea loc în filtre biologice de mică

încărcare sau de mare încărcare, în bazine de aerare sau în șanțuri de oxidare.

Înainte de lucrările de epurare biologică se prevăd lucrările de epurare

mecanică cu decantoare primare iar după lucrările de epurare biologică artificială

se prevăd decantoare secundare.

Fermentarea nămolului constă în mineralizarea substanțelor organice din apă

și poate avea loc în rezervoare de fermentare metanică, în decantoare cu etaj, în

fose septice, în iazuri de nămol, în bazine de fermentare sau în stații de compostare

împreună cu nămolul menajer.

Stabilizarea nămolului se poate realiza în bazine de aerare sau de stabilizare.

Deshidratare nămolului constă în reducerea gradului său de umiditate și se

poate face în mod natural în bazine de îngroșare, pe platforme de uscare, în iazuri

de nămol sau în mod artificial prin procedee mecanice (filtre vacuum, filtre prese,

centrifuge, filtre site) prin procedee termice, pe paturi de compostare împreună cu

gunoiul menajer.

În vederea reținerii impurităților din apă care nu pot fi îndepărtare prin

procedeele de epurare clasică, în special pentru reținerea azotului, fosforului și

potasiului se introduce epurarea terțiară sau avansată în cadrul căreia se pot aplica

metode fizice (micrositarea, filtrarea pe nisip), metode fizico-chimice (coagularea

chimică, absorbția, spumarea, electrodializa, osmoza inversă, extracția cu solvenți,

schimb chimic, oxidarea chimică și electrochimică) și metode bio-chimice

(irigarea, procedee cu nămol activat, iazuri de aerare, iazuri de nămol).

Grătarele

Grătarele sunt dispozitive pentru reţinerea materiilor în suspensie grosiere,

formate din bare metalice aşezate vertical sau înclinat într-o cameră.

La grătare curbe de formă circulară în plan orizontal şi arc în plan vertical se

prevăd bare curbe.

După modul de construcţie, grătarele pot fi fixe sau mobile. Cele mobile se

scot în mod periodic sau continuu din curentul apelor de scurgere pentru a fi

curăţite de depuneri.

Fig. 6.3. – Instalație de grătare

Fig.6.4. – Bare de grătare

Sitele sunt dispozitive construite din sârmă inoxidabilă împletită sau din

tablă metalică perforată cu orificii de 2x2 mm până la 10/10 mm, care se prevăd

pentru reţinerea materiilor în suspensie cu diferenţe mari între cele trei dimensiuni.

În general, sitele sunt cilindrice sau sub formă de disc. Sita cilindrică se prevede cu

axul orizontal iar sita sub formă de disc se prezintă ca un trunchi de con sprijinit pe

un disc plan înclinat cu 15-25º şi cu orificii la suprafaţa periferică.

Deznisipatoarele pot fi orizontale, verticale sau cu deschideri de fund.

Deznisipatoarele orizontale sunt bazine pentru reţinerea particulelor

minerale mai mari de 0,2 mm, cu fundul drenat sau nedrenat în care apa circulă

orizontal. Prin manevrarea stăvilarelor, compartimentele deznisipatorului pot

funcţiona simultan. La deznisipatoarele cu un singur compartiment se prevede şi

un canal de ocolire. Când se atinge înălţimea de depuneri într-un compartiment,

acesta se opreşte şi se goleşte de apă.

Deznisipatoarele fără drenaj pot avea secţiunea transversală trapezoidală

sau parabolică şi se curăţă prin scoaterea depunerilor în stare umedă.

Secţiunea transversală a deznisipatoarelor se poate prevedea şi compusă.

Fig. 6.5. – Deznisipator orizontal

Deznisipatoarele orizontale se construiesc din beton armat.

În cazul deznisipatoarelor verticale apele de scurgere cad într-un puţ

vertical şi apoi pătrund prin canalul de intrare în deznisipator, unde se ridică

vertical până la jgheabul de colectare circular prin care sunt evacuate. Canalul de

intrare este racordat tangenţial la peretele deznisipatorului creând o mişcare de

rotaţie curentului ascendent.

Îndepărtarea depunerilor din deznisipatorul în funcţiune se face cu un

elevator hidraulic.

Fig. 6.6. – Deznisipator vertical

Deznisipatoarele verticale se construiesc din beton armat.

Deznisipatoarele cu deschideri de fund se prevăd în colectoare cu bazin de

depuneri la partea de jos, nisipul deplasat la partea de jos a curentului de apă

căzând în bazin prin minimum 3 fante executate în radierul colectoarelor

perpendicular pe direcţia de curgere a apei. Lungimea unei fante se consideră

de 0,75 din diametrul colectorului iar lăţimea ei se consideră de 15 cm. Distanța

între fante se prevede de 10-15 cm, iar deznisipatorul va avea lungimea de 0,75-

1,50 ori diametrul colectorului.

Deznisipatoarele cu deschideri de fund se folosesc la staţii mici de epurare

deoarece au o eficienţă foarte redusă.

Separatoarele de grăsimi reţin substanţele mai uşoare ca apa, grăsimi şi

uleiuri, care se ridică la suprafaţă, împiedicând pătrunderea oxigenului în apă,

astupând sitele, colmatând filtrele biologice şi terenurile irigate, reducând

capacitatea de aerare a instalaţiilor de epurare cu nămol activat etc.

Separatoarele de grăsimi se prevăd obligatoriu în cazul în care epurarea

mecanică este urmată de o epurare biologică artificială prin filtre biologice sau

naturală prin câmpuri de irigare.

Fig. 6.7. – Separator de grăsimi

Separatoarele de grăsimi se construiesc din cărămidă, beton sau beton

armat. Suprafaţa interioară se protejează printr-o tencuială de ciment etanşă la

apă şi rezistentă la acţiunea agresivă a acizilor graşi formaţi prin descompunerea

grăsimilor. În dreptul stratului de grăsime se prevăd pe pereţi plăci antiacide, care

uşurează şi separarea grăsimilor de pe pereţi. Jgheaburile vor avea laturile de

deversare bine rotunjite şi orizontale, iar pereţii tencuiţi cu mortar de ciment.

Separatoarele de grăsimi se pot prevedea şi cu plăci paralele ondulate sau cu

pachete de tuburi circulare, înclinate faţă de orizontală.

După direcţia principală a curentului de apă, decantoarele pot fi orizontale

longitudinale, orizontale radiale sau verticale.

După locul de amplasare, decantoarele pot fi primare, secundare sau

terţiare. După funcţia ce o îndeplinesc, decantoarele pot fi simple sau combinate.

Cele simple servesc numai pentru reţinerea materiilor sedimentabile,

nămolul ridicându-se din ele înainte de a începe să fermenteze, iar la cele

combinate spaţiul de decantare este asamblat cu spaţiul de fermentarea nămolului.

Decantoarele simple sunt cele orizontale longitudinale, orizontale radiale sau

verticale iar decantoarele combinate sunt cele cu etaj. Decantoarele şi fosele

septice fac parte şi din lucrările de prelucrare a nămolului.

Decantoarele orizontale longitudinale se prezintă în plan sub forma unor

bazine dreptunghiulare în care apa circulă orizontal. Pereţii semiînecaţi

uniformizează curentul de apă şi reţin materiile plutitoare.

Fig. 6.8. – Decantor orizontal longitudinal

Decantoarele orizontale radiale sunt bazine circulare cu diametrul mare, în

care apa este adusă pe la partea de jos sau pe la partea de sus într-un tub central, de

unde trece în spaţiul de decantare şi circulă orizontal până la jgheabul colector,

prevăzut pe tot perimetrul.

Fig. 6.9. – Decantor radial

Tubul central are diametrul de 3-4 m iar jgheabul colector se prevede cu

radierul în pantă spre evacuare.

Decantoarele radiale orizontale se construiesc din beton armat monolit sau

din elemente de beton armat prefabricate.

Decantoarele verticale sunt bazine circulare cu fundul în formă de trunchi

de con . Apa de scurgere adusă în tubul central se mişcă în jos până la deflector şi

apoi în sus până la jgheabul colector.

În timpul mişcării verticale ascendente se depun substanţele nedizolvate,

deoarece viteza de depunere este mai mare decât viteza de curgere a apei. Lichidul

limpezit se scurge în jgheabul colector printr-un deversor circular.

Fig. 6.10. – Decantor vertical

Decantoarele verticale se construiesc din beton armat, tubul central din

metal, iar conducta de nămol din fontă.

Pentru manevrarea panourilor deflectoare şi pentru înlăturarea substanţelor

plutitoare, se montează deasupra decantoarelor pasarele din plăci de beton sau din

tole metalice aşezate pe grinzi din beton armat.

Decantoarele verticale prezintă avantaj în ceea ce priveşte simplitatea

exploatării, deoarece evacuarea depunerilor se face uşor.

Decantoarele cu etaj sunt bazine circulare sau dreptunghiulare în care are

loc şi decantarea şi fermentarea anaerobă a substanţelor organice decantate.

Apa de scurgere intră în jgheabul de decantare, iar depunerile cad prin fanta

longitudinală de la partea de jos a jgheabului în volumul de fermentare. Pereţii

semiscufundaţi reţin materiile plutitoare şi asigură circulaţia uniformă a apei.

Nămolul fermentat trece prin conducta de nămol din spaţiul de fermentare în

căminul de nămol, prin sifonare sub presiunea hidrostatică de 1,5-2,0 m col. apă a

apei decantate, iar de aici este trimis gravitaţional sau prin pompare la uscare.

Distribuţia uniformă a debitului de apă în jgheaburile decantoare se realizează cu

deversoare mobile reglabile, montate la ieşirea din acestea.

Decantoarele cu etaj se construiesc din beton armat.

Decantoarele cu etaj se fundează în săpătură obişnuită sau în chesoane

deschise.

Pentru îmbunătăţirea eficienţei tratării nămolului, decantoarele cu etaj se pot

prevedea cu dispozitive de amestecare mecanice orizontale sau verticale pentru

nămol.

Fig. 6.11. – Decantor cu etaj

Fosele septice sunt instalaţiile cele mai vechi şi cele mai simple pentru

epurarea apelor uzate. Funcţionează ca decantoarele cu etaj, însă nu au spaţiul de

decantare separat de cel de fermentare. Apa intră în prima cameră a fosei septice

printr-un teu, sub crusta care se formează din materii plutitoare ridicate odată cu

gazele rezultate din fermentare. Trecerea în camera a doua şi în camera a treia se

face prin câte 3-4 orificii de 30x20 cm, amplasate în pereţii despărţitori. Tot printr-

un teu iese lichidul din fosă, depunerile rămase în interior urmând să fie înlăturate

după ce fermentează.

Fosele septice au formă circulară sau rectangulară în plan, iar cele

rectangulare cu 3 camere au prima cameră egală cu jumătate din volum, iar

celelalte două egale cu câte un sfert din volum.

Fig. 6.12. – Fosă septică