. Analiza Lucrarilor de Imbunatatiri Funciare Exitente In Valea Ier
MEMORIU JUSTIFICATIV
CAPITOLUL 1: DATE GENERALE
1.1. Evidentierea problemelor
Suprafata totala a bazinului hidrografic Ier pe teritoriul judetelor Bihor si Satu Mare este de 1.437 km2, din care 1.112 km2 terenuri de campie si lunca.
In trecut Raul Ier era un curs nepermanent de apa, pe hartile mai vechi, acesta purtand denumirea de Canalul Ier.
Caracteristica principala a zonei o constituie excesul de umiditate, fapt care a condus de-a lungul timpului la executia a numeroase constructii hidrotehnice de imbunatatiri Funciare.
Primele lucrari au constat chiar in saparea acestui canal pentru captarea si transportul apei provenite din scurgerea de pe versanti, in urma ploilor, care datorita reliefului existent baltea pe suprafete intinse, lucru care a condus la inmlastinirea puternica a zonei. Ulterior, au fost executate lucrari de regularizari si indiguiri, concomitent cu lucrari de desecare.
Toate acestea au condus la dezatenuarea debitelor maxime, ceea ce a impus luarea unor masuri pentru a ne mentine in cadrul prevederilor “Conventiei asupra regimului apelor de frontiera” intre Romania si Ungaria.
In ansamblu, conform temei, proiectul trateaza scurgerea maxima de apa in regim indiguit, pe schema hidrotehnica proiectata si prezinta elemente de calcul ale hidrografelor undelor de viitura, debite maxime pe raul Ier si afluenti si rezultate ale calculelor hidraulice efectuate pe raul Ier in ipoteza participarii incidentelor indiguite la formarea undelor de viitura si a debitelor maxime de apa.
In urma acestor calcule si tinand cont de conditia de debit maxim cu asigurarea de 1% impusa la frontiera cu Ungaria, caracteristicile hidrografului si raportul dintre nivelurile apei in canalele de evacuare si nivelurile apei in emisar, au rezultat durate de evacuare a apei din incinte excesiv de lungi fata de prescriptiile din normative, ceea ce a dus la necesitatea optimizarii modului de functionare al evacuatorilor, descarcatorilor acumularilor si a atatiilor de pompare din reteaua de desecare, prin intocmirea unui regulament de exploatare, la ape mari, a lucrarilor de amenajare hidrotehnica din bazinul hidrografic al raului Ier.
1.2. Amplasament
Zona studiata in prezenta documentatie este constituita din terenurile de lunca si campie din bazinul hidrografic Valea Ier afluent de ordinul 2 al raului Crisul Negru si afluent al raului Barcau, confluenta cu acesta fiind situata pe teritoriul Ungariei, la o distanta de 8,85 km de frontiera.
Suprafata totala a bazinului hidrografic Valea Ier pe teritoriul Romaniei este de 143.700 ha, din care 111.200 ha terenuri de campie si lunca, situate intre limita bazinului hidrografic al raului Crasna, marcata de comunele Acis, Virsolt, Caridorolt la est, care se continua si la nord intre comunele Criseni, Moftinu, Sanislau la vest de frontiera de stat cu Ungaria, iar la sud – limita dealurilor si terasei inalte pe linia comunelor Diosig, Salacea, Sacuieni, Santau, Tasnad.
Administrativ, acest teritoriu apartine judetelor Bihor si Satu Mare.
1.3. Necesitatea si oportunitatea proiectului
Argumentul sintetic al necesitatii si oportunitatii lucrarii de fata il constituie prezenta excesului de umiditate, temporar si de lunga durata pe intinse suprafete, atat in perimetrul amenajat, cat si in afara acestuia.
Cea mai ilustrativa situatie a fost generata de ploile si respectiv viitura din iulie 1980. In aceasta perioada, in bazinul hidrografic Ier erau sub apa sau cu mare exces de umiditate terenuri insumand circa 230 km2 in judetul Satu Mare si 106 km2 in judetul Bihor.
Adevarata gravitate a acestui proces este data nu numai de pierderile de recolta ce se produc imediat, ci si de reducerea treptata a capacitatii de productie, a potentialului de fertilitate al solului datorita proceselor de salinizare si inmlastinare ce se dezvolta pe solurile afectate de exces de umiditate.
Trebuie amintit aici si faptul ca potrivit unui protocol incheiat de catre expertii romani si maghiari, nivelul maxim cu asigurarea de 5% al raului Ier in sectiunea de frontiera a fost limitat la 100.60mMB, ceea ce corespunde pe cheia limnimetrica unui debit de 58 m3/s, iar nivelul maxim cu asigurarea de 1% a fost limitat la 101.73mMB, ceea ce corespunde pe cheia limnimetrica unui debit de 100 m3/s. Pentru a putea respecta acest imperativ, schema hidrotehnica proiectata prevedea ca evacuarea apelor de desecare din incintele indiguite din Valea Ier sa se faca numai dupa ce in emisar, in sectiunea de frontiera, debitul viiturii scade sub 58 m3/s.
CAPITOLUL 2: CADRUL NATURAL
2.1. Caracterizarea geomorfologica
Bazinul hidrografic Valea Ier in suprafata totala de 154800 ha din care 143700 ha pe teritoriul Romaniei este format din trei mari unitati morfologice: Campia Nirului, Campia Ierului si Dealurile Ierului. Primele doua unitati de campie se intind pe suprafata de 111.200 ha.
Campia Nirului se intinde aproximativ de la calea ferata Oradea-Satu Mare pana la frontiera cu Ungaria, altitudinea fiind cuprinsa intre 140-160 mMB.
Aceasta campie este acoperita de dune cu inaltimi de 10-20 m alcatuite din nisipuri fine prafoase separate intre ele prin interdune cu latimi de 500-800 m. Interdunele sunt alcatuite tot din nisipuri cu textura mai fina, care in contact cu apa devin foarte slab permeabile.
Campia Ierului se intinde in lungul raului Ier si cuprinde: Lunca raului Ier si campul inalt care margineste lunca.
Lunca Ierului are latimi variabile de circa 6-10 km, cu cote de 99,5 pana la 125 m. Terenurile din lunca au un microrelief foarte framantat mai ales jumatatea din aval, constand din forme depresionare inchise, cu marimi de 1-5 ha si chiar mai intinse, neuniform dispersate in teritoriu si numeroase pravaluri, meandre si brate ale vechilor cursuri de apa parasite. Trebuie sa mentionam in acest sens ca pe Valea Ierului in epoci indepartate au curs Somesul si apoi Crasna.
Panta longitudinala a luncii variaza de la 0,2-8% iar transversal de la 0,5-10%.
Este de la sine inteles ca in perioadele ploioase si la topirea zapezii, in formele depresionare de la suprafata terenului se acumuleaza apa care stagneaza perioade lungi de timp, care impiedica folosirea eficienta a acestor terenuri pentru agricultura.
Campul inalt margineste lunca, fiind mai ridicat decat aceasta cu 10-15 m, cotele terenului variaza de la 120-125 m pana la 140-150 m.
Aici se include si o parte a Campiei Crasnei in partea de vest a bazinului hidrografic cu inclinare spre Ier si panta redusa de 0,8-1%.
Campul inalt este fragmentat de vaile si paraiele care receptioneaza apele subbazinului de scurgere si pe care le conduc in albia Ierului. Inclinarea generala a campului inalt pe directia nord-sud catre lunca Ierului si cu modulatii locale catre vai si paraie. Panta generala variaza intre 1,4 – 1,6137 %.
Panta mai mare si microrelieful putin framantat fac ca in aceasta zona excesul de umiditate sa apara frecvent.
Zona de dealuri se intinde in partea stanga a bazinului, de la Diosig la raul Crasna si face parte din unitatea geomorfologica cunoscuta sub denumirea de Dealurile Tasnadului.
De la Diosig pana in dreptul localitatii Cehal, zona de dealuri este destul de ingusta, nedepasind latimi de 5-7 km si altitudinea de 230 m. Intre localitatile Cehal si limita bazinului dinspre Crasna, zona dealurilor se lateste ajungand la 10-20 km latime si altitudinea de 320 m.
2.2. Caracterizarea geologica, geotehnica
Campia Nirului, prelungire estica a depresiunii Panonice, este o campie de subzidenta fluvio-lacustra ce s-a format prin colmatarea treptata a lacului pliocencuaternar. Sub raport litologic, campia este formata dintr-o succesiune de straturi cu luturi, argile, marne, nisipuri fine, grosiere si pietrisuri situate pe un fundament eruptiv. Insular apar petice de loess. Peste aceste straturi in vestul Campiei Nirului, vanturile au transportat material aluvionar pe care l-au depus sub forma de dune, in perioade diferite, din care cauza apar si strate diferite. Pe intreg teritoriul se observa o depunere recenta a unui strat grosier ce atinge 10-30 cm si care a dat solurilor un caracter de colmatare.
Succesiunea se straturi se prelungeste spre est, unde este acoperita de unele intinderi de material loessoid cu grosime de 4,0 m.
In campia joasa a Ierului roca este formata din depuneri cuaternare carbonatate, cu texturi diferite, de la nisip la argile, de natura aluviala, veche. Unele sunt in profunzime salinizate, determinand formarea solurilor cu saruri.
Din cele 7 traverse geotehnice constituite din forajele executate la prima amenajare perpendiculare pe lunca Ierului, se poate constata ca stratificatia este aproape uniforma, luturi nisipoase si luturi argiloase cu rare intercalatii de lentile subtiri de nisip. Grosimea acestor strate este de circa 3,5-4,0 m, dupa care urmeaza un strat de nisip de 8-11,0 m grosime.
De la Sacuieni la Dindesti, lunca este formata la suprafata din aluviuni fine argilo-prafoase si nisipoase iar sub acest strat se gasesc nisipuri fine. Aceeasi conformatie se poate intalni pana la Ghenci. Zona situata intre Andrid si limita dinspre Crasna a bazinului este in general alcatuita din terenuri argiloase si luturi argiloase pe adancime de 3,4-4,0 m.
Longitudinal sub lunca, grosimea stratului de nisip creste catre varsarea Ierului in Barcau. Pentru vaile afluente, forajele au pus in evidenta o succesiune de maluri nisipoase ce alterneaza cu luturi argiloase si nisipuri fine, argile prafoase si argile plastic constitente.
2.3. Caracterizarea hidrogeologica
In lunca Ierului, din punct de vedere litologic intalnim:
– complexul superficial slab permeabil format din argile si argile prafoase si prafuri argiloase sau nisipoase in grosimi de 2-5,00 m pana la 5-10,0 cu permeabilitati K = 0,05 pana la 2,5 m/zi;
– complexul permeabil alcatuit din nisipuri grosiere cu pietrisuri si bolovanisuri care se sprijina la baza pe un strat de argile si argile nisipoase compacte.
Apa freatica cu caracter permanent este cantonata in depozitul de nisipuri si pietrisuri.
Nivelul freatic se gaseste la adancimi de 0-2,0 m, ecartul de variatie fiind de 1-1,5 m in functie de regimul precipitatiilor si a nivelurilor apei in albia Ierului, care are un efect atat de drenare, cat si de alimentare a apei freatice. In functie de permeabilitatea tavanului acoperitor, nivelul freatic este liber sau sub presiune (ascensional).
Regimul nivelurilor freatice este in general de tip climatic, cu doua perioade caracteristice: de crestere in intervalul noiembrie-aprilie si de scadere in intervalul mai-octombrie. Alimentarea se face din precipitatii, infiltratiile din rau si din scurgerea freatica din campul inalt.
In perioadele ploioase si la topirea zapezii pe terenurile cu soluri argiloase greu permeabile se formeaza un strat suprafreatic suspendat la partea superioara a profilului.
In campul inalt conditiile litologice si hidrogeologice sunt aproximativ similare cu cele din lunca. Intre campul inalt si lunca exista o deplina continuitate a stratificatiei pamanturilor si a stratului acvifer. Unele diferentieri apar totusi.
Apa freatica se gaseste la adancimi mai mari, in general, depasesc 1,5-2,0 m si are variatii de nivel mai mici, ecartul fiind de circa 0,5 m.
Infiltratiile din rau nu influenteaza nivelurile din campul inalt.
Cartarea generala efectuata prin masurarea nivelurilor in forajele retelei de stat, in foraje hidrogeologice si geologice efectuate, a permis intocmirea hartii hidrogeologice cu hidroizohipse si izofreate la scara 1:10.000 care apoi s-au redus si la scara 1:25.000. Nivelurile din harta hidrogeologica se situeaza aproape de cele mai ridicate inregistrate in zona.
Alura hidroizohipselor indica o curgere a apei subterane catre raul Ier, aceasta manifestand un rol drenant. Acest rol se constata si la afluentii principali ai Ierului.
Gradientii hidraulici au valori cuprinse intre 0,6-1,8 % in zona de lunca si intre 2,00-6,2 % pentru
– complexul superficial slab permeabil format din argile si argile prafoase si prafuri argiloase sau nisipoase in grosimi de 2-5,00 m pana la 5-10,0 cu permeabilitati K = 0,05 pana la 2,5 m/zi;
– complexul permeabil alcatuit din nisipuri grosiere cu pietrisuri si bolovanisuri care se sprijina la baza pe un strat de argile si argile nisipoase compacte.
Apa freatica cu caracter permanent este cantonata in depozitul de nisipuri si pietrisuri.
Nivelul freatic se gaseste la adancimi de 0-2,0 m, ecartul de variatie fiind de 1-1,5 m in functie de regimul precipitatiilor si a nivelurilor apei in albia Ierului, care are un efect atat de drenare, cat si de alimentare a apei freatice. In functie de permeabilitatea tavanului acoperitor, nivelul freatic este liber sau sub presiune (ascensional).
Regimul nivelurilor freatice este in general de tip climatic, cu doua perioade caracteristice: de crestere in intervalul noiembrie-aprilie si de scadere in intervalul mai-octombrie. Alimentarea se face din precipitatii, infiltratiile din rau si din scurgerea freatica din campul inalt.
In perioadele ploioase si la topirea zapezii pe terenurile cu soluri argiloase greu permeabile se formeaza un strat suprafreatic suspendat la partea superioara a profilului.
In campul inalt conditiile litologice si hidrogeologice sunt aproximativ similare cu cele din lunca. Intre campul inalt si lunca exista o deplina continuitate a stratificatiei pamanturilor si a stratului acvifer. Unele diferentieri apar totusi.
Apa freatica se gaseste la adancimi mai mari, in general, depasesc 1,5-2,0 m si are variatii de nivel mai mici, ecartul fiind de circa 0,5 m.
Infiltratiile din rau nu influenteaza nivelurile din campul inalt.
Cartarea generala efectuata prin masurarea nivelurilor in forajele retelei de stat, in foraje hidrogeologice si geologice efectuate, a permis intocmirea hartii hidrogeologice cu hidroizohipse si izofreate la scara 1:10.000 care apoi s-au redus si la scara 1:25.000. Nivelurile din harta hidrogeologica se situeaza aproape de cele mai ridicate inregistrate in zona.
Alura hidroizohipselor indica o curgere a apei subterane catre raul Ier, aceasta manifestand un rol drenant. Acest rol se constata si la afluentii principali ai Ierului.
Gradientii hidraulici au valori cuprinse intre 0,6-1,8 % in zona de lunca si intre 2,00-6,2 % pentru zona de campie.
Izofreatele s-au trasat pentru urmatoarele intervale: 0-1,0 m; 1,0-2,0 m; 2,0-3,00 m; 3,5-5,0 m si > 5,0 m. Repartizarea suprafetelor din perimetrul studiat pe izofreate este aratat in tabelul de mai jos:
Aceasta situatie corespunde nivelurilor maxime in conditiile actuale a amenajarilor de regularizare si desecare. Trebuie mentionat ca prin realizarea complexului de lucrari si masuri prevazute se va produce o coborare generala a nivelului freatic in zonele interesate de cca 0,5 – 0,7 m.
Caracterul ascensional al apelor freatice ce se manifesta in zona de lunca, a impus selectarea datelor care au stat la baza hartii hidrogeologice. Astfel, intrucat in stationarele din reteaua republicana se masoara nivelurile piezometrice s-au eliminat acestea din fondul de date ramanand numai nivelurile masurate in fantani si in forajele hidrogeologice executate in stratul de acoperire, niveluri apropiate de cele existente in strat.
Din examinarea hartii hidrogeologice rezulta ca in cadrul perimetrului cele mai mari suprafete sunt ocupate de izofreatele cu adancime de 0,1 si 1,0 – 2,0 m (peste 70% din suprafata totala).
Permeabilitati. In urma pomparilor experimentale efectuate si studiile anterioare si in cadrul studiilor efectuate au rezultat urmatoarele permeabilitati pe categorii de terenuri:
– argile prafoase: 0,10 m/zi;
– prafuri argiloase: 0,15 m/zi;
– nisipuri argiloase: 5-10 m/zi;
– nisipuri: 0-30 m/zi.
Analizele hidrochimice ale apei freatice au scos in evidenta urmatoarele:
Apele subterane sin zona studiata prezinta calitati chimice asemanatoare si deci putem prezenta si valori globale caracteristice.
Apa are o mineralizare moderata cu indicatori chimici avand urmatoarele valori:
– reziduu fix 320 – 790 mg/l
– pH 7,5 – 8,45
– SO4 8,2 – 95,0 mg/l
– Cl 8,0 – 82,0 mg/l
– Ca 41,8 – 84,7 mg/l
– duritate totala 13,2 – 22,0 grade germane
Exceptie fac toate apele din forajele situate in apropierea raului Ier (F1054, F1055, F1056, F1076 s.a.) care au mineralizarea ridicata:
– reziduu fix 980 – 1780 mg/l
– SO4 243 – 480 mg/l
– Ca 90 – 177 mg/l
– duritate totala 25 – 38 grade germane.
Apa subterana prezinta o puternica agresivitate sulfatica si slaba carbonica si clorosodica fata de constructiile metalice si agresivitate totala pentru apele care contin peste 35,5 mg/l clor si 48,0 mg/l sulfati.
2.4. Caracterizare pedologica
Teritoriul luat in studiu are o suprafata de 76700 ha. Suprafata ocupa in cea mai mare parte campia joasa a Ierului, strabatuta de meandre, grinduri, vai vechi, depresiuni,vechea campie de divagare. Aceasta lunca este limitata la nord-vest campia Nirului, la sud de campia inalta Diosig-Tasnad si la est de Campia Crasnei.
Litologic, campia este alcatuita din luturi, argile, nisipuri fine, grosiere si pietrisuri situate pe un fundament eruptiv. La suprafata predomina luturile si argilele care au format un material parental cu textura mijlocie-fina. In profunzime, materialul este carbonatat pe alocuri chiar puternic, iar in zonele centrale se gasesc depuneri de materiale aluviale sodate.
Adancimea panzei freatice este legata de morfologia terenului. In zonele de campie inalta, apa freatica este la o adancime de peste 5,0 m si nu influenteaza profilul solului. In zona joasa de lunca apele freatice se ridica la suprafata pastrand o mineralizare avansata in profunzimea profilului de sol.
Apele in general salcii au caracter sulfato-bicarbonatic, bicarbonato-sulfatic sau natrocalcic, creand soluri holomorfe, salinizate sau solonetizate. Saraturarea sau alcalizarea este legata si de drenajul mai slab al unor soluri. Urmarind gruparea pedoameliorativa se constata ca suprafata cu apa freatica la 0,0-0,5 m este de 1177 ha, cea cu apele de 0,5-1,0 m este de 7292 ha. Suprafata cu apa la 1,0-2,0 m este 15325 ha. Cu apa freatica la 2,0-3,0 m sunt 15737 ha iar cu apa la 3,0-5,0 m sunt 15666 ha. Cu stratul acvifer la peste 5,0 m adancime, sunt 21503 ha. Apele de precipitatii influenteaza prin supraumezire de suprafata 8858 ha.
Textura solurilor este variata. Din clasificarea pedoameliorativa reiese ca soluri cu textura grosiera se gasesc pe suprafata de 4945 ha. Textura medie uneori grosiera numai in partea superioara se gaseste la 9759 ha iar medie la suprafata si medie-fina in profunzime, se gaseste la 21678 ha. Solurile cu textura medie la suprafata si medie-fina-fina in profunzime se intalnesc pe 18903 ha, iar cu textura fina la suprafata cat si in profunzime sunt pe 9172 ha. Astfel, solurile cu textura mijlocie fina impreuna cu cele cu textura fina formeaza suprafata majoritara in studiata.
Din suprafata de 76700 ha sunt afectate de saraturare sau alcalizare 11140 ha, dominante fiind solurile alcalizate care ocupa 7022 ha, in timp ce solurile salinizate se gasesc pe numai 2996 ha. Saraturarea este in cea mai mare parte slaba, ocupand 2108 ha. In schimb alcalizarea puternica ocupa 3951 ha soloneturi. Pe 2342 ha soluri alcalice s-a produs o debazificare si o modificare puternica, soloneturile transformandu-se in soloneturi albice (solodii).
La solurile holomorfe se constata o asociere a caracteristicilor fizice deficitare. Astfel, solurile pe langa o textura medie-fina in profunzime, cu apa freatica la 1,0-2,0 m drenaj interior slab.
Din compararea datelor obtinute din diverse studii reiese ca pe cernoziomul vertic moderatsolonetizat gleizat situat in nord-vestul comunei Cauas, probele recoltate au indicat o solonetizare slaba, gradul de saturare in sodiu (Na din T%) avand valoarea de 5,8 si pH = 8,4. O alta zona din care s-au recoltat probe este intre comuna Santau si Cauas unde sunt indicate cernoziumuri gleizate solonetizate si soloneturi albice. Comparand probele se constata o ridicare a valorii pH in orizontul superior (0-10 cm) de la 5,9 la 6,8. Aceasta se explica prin faptul ca organele locale au administrat carbonat de calciu pentru ameliorarea aciditatii. Continutul de clor si bicarbonati se mentine la valori tot ridicate. Gradul de saturare in sodiu (Na din T%) are valori foarte ridicate, mai ales in profunzime, 26,4% – ceea ce mentine solul in categoria soloneturilor albice. Analizele efectuate in celelate profile arata un grad de saturare in sodiu ridicat caracteristic solonetizarii puternice.
In zona studiata au fost identificate 67 unitati de sol grupate dupa prestabilitatea la irigat si desecari conform metodologiei elaborate in 5 clase si 19 subclase determinate de natura si intensitatea deficientelor de sol, topografie si drenaj, tinand cont in acelasi timp si de masurile de ameliorare ce se impun a fi aplicate.
In final, se poate spune ca zona studiata datorita suprafetei mari cuprinde numeroase deficiente din care se desprind, in mod deosebit, apropierea de suprafata a apelor freatice, prezenta saraturilor sau solonetizarilor, existenta unei texturi mijlocii fine si un drenaj intern slab al solurilor. La acestea se mai adauga deficiente datorate reliefului cu vai, depresiuni, rezultate de pe urma vechiului curs de apa al Ierului cat si materialului geologic alcatuit din sedimente si aluviuni vechi cu texturi diferite mijlociu-fine. Indiguirea Ierului, executata in trecut, a dus la ameliorarea situatiei din zona, insa nu a reusit sa imbunatateasca complet caracteristicile solurilor, mai ales ca astazi, in special in partea sa inferioara, apele din canalul Ierului se gasesc la nivelul sau chiar deasupra cotei terenurilor inconjuratoare.
2.5. Caracterizarea climatica. Analiza precipitatiilor
Din punct de vedere climatic, Valea Ier se incadreaza in zona caracterizata dupa Koppen cu formula Cfbx, ce coruspunde unui climat continental temperat de silvostepa cu trecere catre cel de padure, cu precipitatii uniform distribuite, ierni reci, pericol de inghet primavara si veri calde.
Indicele de ariditate anual, dupa De Martonne, este de 30 la statia Oradea si 29,6 la Satu Mare. Temperatura medie anuala la statia Oradea este 10,5’C, iar la statia Carei de 9,7’C. Temperaturile minime inregistrate sunt de – 30,4’C masurata in ziua de 24.12.1961 la statia Satu Mare. Vitezele medii lunare ale vantului sunt mari primavara, cele mai mici sunt vara, in special in luna iulie.
Regimul precipitatiilor constituie veriga principala a circuitului apei in natura. Precipitatiile medii multianuale au valori de 585 mm la statia Satu Mare, de 624 mm la statia Siemeni si de 536 mm la statia Tasnad.
Precipitatiile maxime au fost analizate minutios pe baza sirurilor statistice ale valorilor zilnice, in 48 ore, 72 ore si 120 ore. S-au calculat si trasat curbele de asigurare ale precipitatiilor maxime 24, 48, 72 si 120 ore pe lunile martie-noiembrie, la statiile Satu Mare, Tasnad si Sacuieni.
Valorile precipitatiilor maxime in 24 ore, 72 ore si 120 ore corespunzatoare la asigurarea de 5%, cat si la cea de 1%, la toate cele 3 statii, valorile cele mai mari la aceste categorii de precipitatii se inregistreaza in general in luna iunie. Astfel, pentru maximele in 24 ore rezulta valori de 49-53,3 mm la asigurarea de 5% si de 66,9 – 87,9 mm la asigurarea de 1%; pentru maximele in 72 ore rezulta valori de 58,1 – 69,3 mm la asigurarea de 5% si de 89,1 – 111,4 mm la asigurarea de 1%; pentru maximele in 120 ore rezulta valori de 65-85,6 mm la asigurarea de 5% si de 102,4 – 139,2 mm la asigurarea de 1%.
Valorile ridicate ale precipitatiilor maxime, precum si gruparea lor in perioade ploioase, arata caracterul torential al zonei, care grefat pe un sol putin permeabil la suprafata si un relief mai framantat va genera scurgeri cu debite si volume mari.
2.6. Caracterizare hidrologica
Metodologia de determinare a debitelor si volumelor maxime de apa pe raul Ier si afluentii acestuia a fost metodologia hidrologica verificata, pentru raul Ier, prin datele inregistrate la p.h. Sacuieni, singurul post cu observatii pe o perioada care a permis efectuarea unor calcule statistice pe sir de debite maxime inregistrate.
Calculele efectuate au condus la concluzia ca debitele maxime de apa cu probabilitatea de depasire de 1% utilizate la elaborarea schemei hidrotehnice a anului 1967 nu au mai fost depasite. La acestea se adauga si constatarea ca in anii de functionare a sistemului hidrotehnic actual, cotele corespunzatoare debitelor maxime cu probabilitatea de depasire de 1% nu au fost depasite pe raul Ier.
Cercetarile efectuate asupra volumelor maxime de apa ale undelor de viitura au dus la concluzia ca pentru bazinul hidrografic al raului Ier sunt specifice viituri compuse ale caror volume sunt mai mari in comparatie cu volumele undelor de viitura singulare. Calculele hidraulice efectuate in 45 profile transversale pe Ier, in sectorul de la frontiera si pana la confluenta cu paraul Chechet, au aratat ca in limita albiei minore, capacitatea de transport este cuprinsa intre 30-40 m3/s, iar evacuarea gravitationala a apelor de desecare din incinte incepe numai dupa 5-11 zile pe sectorul amonte de acumularea Andrid si dupa 13-14 zile de la inceputul viiturii pe sectorul aval.
Pentru stabilirea posibilitatilor de evacuare a apelor de desecare in emisar s-au calculat curbele de durata si frecventa si s-au calculat curbele suprafetei libere a apei pe raul Ier la asigurarile de 5% si 1%.
Cat priveste situatia scurgerii inainte de realizarea lucrarilor existente, din sirul de date hidrologice inregistrate la postul hidrometric Sacueni, rezulta ca la probabilitatea de depasire de 1%, debitul maxim avea valoarea de 100 m3/s.
Lucrarile de regularizare actuale in schema hidrotehnica adoptata au fost dimensionate la asigurarea de verificare pentru debitul de 94 m3/s in sectorul frontiera-confluenta Colosbotrou.
Debitul de 100 m3/s corespunde nivelului maxim in sectiunea de frontiera pe Valea Ier, consemnat de conventia hidrotehnica romano-maghiara, configuratia albiei actuale corespunzand parametrilor proiectati.
Pe raul Barcau, cursde apa al carui afluent este Valea Ier, in sectiunea de frontiera, sunt urmatoarele debite caracteristice:
Q 1% = 378 m3/s
Q 5% = 232 m3/s
Q 10% = 178 m3/s
Q 25% = 119 m3/s.
In ceea ce priveste modul de compunere a debitelor maxime de apa al raului Barcau cu debite de apa maxime corespondente din raul Ier, cercetarile au aratat ca debitul maxim de 1% pe raul Barcau se compune cu debitul de 5% pe raul Ier, iar debitul maxim de 5% pe raul Barcau se compune cu debitul maxim de 13%-15% pe raul Ier.
CAPITOLUL 3: ANALIZA LUCR|RILOR DE IMBUN|T|}IRI FUNCIARE EXISTENTE IN VALEA IER
3.1. Analiza schemei hidrotehnice existente
}inand seama de specificul bazinului hidrografic al raului Ier, la stabilirea schemei hidrotehnice a lucrarilor actuale s-au luat in considerare urmatoarele:
In situatia neamenajata, fenomenul de atenuare a undelor de viitura, prin revarsarea in luncile inundabile a apelor din raul Ier si vaile afluente era deosebit de intens. Eliminarea inundatiilor prin lucrari de regularizare si indiguire duce la o sporire considerabila a debitelor maxime.
Considerandu-se in mod impropriu raul Ier ca fiind un canal in loc de curs de apa natural, in vechea Conventie hidrotehnica romano-maghiara, in sectiunea de frontiera se reglementa debitul la asigurarea de 5% la valoarea de 37 m3/s.
Din cele de mai sus a rezultat necesitatea cuprinderii in schema hidrotehnica, impreuna cu lucrarile de desecare si a unor acumulari nepermanente pentru atenuarea undelor de viitura care sa compenseze efectul de dezatenuare ce se produce prin regularizarea si indiguirea raului Ier si a afluentilor sai.
Astfel, in schema s-au retinut trei acumulari nepermanente: Andrid pe raul Ier, Galospetreu, pe valea cu acelasi nume si Simian pe valea Fuzec (Simian).
Dimensionarea acumularilor s-a facut pentru ipoteza a II-a de calcul, potrivit careia incintele nu participa nici la atenuarea si nici la formarea debitului maxim. Aceasta inseamna ca pe durata nivelurilor maxime in emisar, apele din incinte nu se evacueaza. Potrivit acestei ipoteze de calcul s-au dimensionat acumularile si albia regularizata, iar pentru apele ce se scurg in incinte s-a adoptat evacuarea gravitationala (care este posibila numai dupa scaderea nivelurilor in emisar – Ier).
Din hidrografele undelor de viitura intocmite, debitul maxim cu asigurarea de 5% (37 m3/s) este format din componente dupa cum urmeaza: 10 m3/s din acumularea Andrid, 6 m3/s din acumularea Galospetreu, 6 m3/s din acumularea Simian si 15 m3/s din restul bazinului.
Calculele hidraulice efectuate in 45 profile transversale pe raul Ier in sectoarele cuprinse intre frontiera si amonte de confluenta cu p. Chechet au aratat ca albia minora actuala transporta debite de 30-40 m3/s. Evacuarea gravitationala a apelor in exces din incintele indiguite incepe:
– in sectorul amonte de acumularea Andrid, dupa un interval de timp de 9-11 zile, iar
– in sectorul aval baraj Andrid, dupa un interval de 13-14 zile de la inceputul viiturii cu probabilitatea de depasire de 5%.
3.2. Lucrari de regularizare
Acumularea nepermanenta Andrid s-a realizat prin bararea Ierului in dreptul localitatii Andrid, amonte de drumul judetean DJ 108 M. Acumularea controleaza o suprafata de 741 km2 din bazinul hidrografic, debitul maxim calculat in ipoteza neparticiparii incintelor la formarea debitului maxim era in aceasta sectiune de 123 m3/s la asigurarea de 1% si de 69 m3/s la asigurarea de 5% (local).
Barajul realizat din pamant omogen are lungimea de 4332 m, cota coronamentului 115,75 mMB, latimea coronamentului 4 m, taluze 1:3 si inaltimea de 7,58 m.
Capacitatea retentiei nepermanente corespunzatoare nivelului maxim in lac rezultat prin atenuarea componentei locale cu asigurarea de 1% la frontiera, in ipoteza normala de functionare a acumularii (galeria de golire, cu cele trei compartimente deschise) este de 17,4 milioane m3, iar suprafata luciului de apa este 1170 ha. Pentru a asigura aceasta capacitate, in amonte s-a realizat un dig transversal pe albie incastrat in malurile inalte si care se racordeaza cu digurile Ierului in sectorul amonte. Acest dig delimiteaza acumularea in amonte.
Volumul de apa acumulat la asigurarea de 1% se evacueaza in 30 zile prin galeria de descarcare alcatuita din 3 casetede beton armat cu sectiunea de 2×2 m fiecare. Caseta din mijloc are rolul de golire de fund fara stavila, iar cele laterale sunt prevazute cu stavile.
Regulamentul de exploatare prevede ca, in situatia cea mai defavorabila, la frontiera, caseta centrala (libera) va evacua un debit de 10 m3/s, nivelul apei in lac atingand cota de 110,15 mMB. Intreaga sectiune libera evacueaza un debit de 18 m3/s, corespunzator asigurarii de 5%, nivelul in lac fiind de 112,20 mMB. Cand nivelurile depasesc cota de 112,20 mMB, stavilele celor doua compartimente se vor ridica treptat pentru a realiza debitul de 37 m3/s in cazul unor ploi locale. Aceasta valoare se realizeaza prin ridicarea celor doua stavile la 1 m caruia ii corespunde in lac codate 112,55 mMB. Prin ridicarea completa a stavilelor se va evacua un debit de 46 m3/s la viitura de 1%, cota in lac crescand la 112,90 mMB.
Acumularea nepermanenta Galospetreu se realizeaza printr-un baraj amplasat pe valea Galospetreu (Rit), aval de localitatea Vasad, controland un bazin hidrografic de 16 km2. Barajul are o lungime la coronament de 722 m, cota coronamentului 117,30 mMB, latime coronament 4 m, taluze 1:3 si inaltime 7,30 m.
Barajul este prevazut cu o golire de fund, cu deschiderea libera si un descarcator frontal cu pragul la cota 116,25 mMB.
Prin deschiderea libera a golirii de fund se evacueaza un debit de 6,0 m3/s la asigurarea de calcul 1% cand in cuveta nivelul apei este de 116,25 mMB. La depasirea acestei cote intra in functiune descarcatorul frontal care va evacua 11,3 m3/s cu o lama de 0,55 m. La asigurarea de 1% cota apei va fi de 116,80. Volumul de apa retinut (5,37 milioane m3) in lac urmeaza sa se evacueze in 7 zile. Suprafata lacului este de 217 ha.
Acumularea nepermanenta Simian se realizeaza prin bararea vaii Simian (Fuzec) aval de comuna Simian, controland o suprafata de bazin de 31 km2. Capacitatea retentiei nepermanente s-a stabilit la nivelul maxim in lac rezultat prin atenuarea undei de viitura cu asigurarea de 1% (componenta) in ipoteza de functionare normala a acumularii – golire de fund fara stavila si deversor lateral.
Barajul din pamant are lungimea la coronament 345 m, cota coronamentului 120,37 mMB, latimea coronamentului 4 m, inaltimea de la talpa 5 m, inclinare taluz amonte si aval 1:3. Suprafata luciului de apa la asigurarea 1% este de 246 ha.
Prin golire, la functionarea normala se scurge un debit de 6 m3/s corespunzator asigurarii de 5%, la care se realizeaza in cuvata un nivel de 119,25 mMB. Cand nivelul depaseste aceasta cota, va intra in functiune deversorul care va evacua un debit de 6,4 m3/s la asigurarea de 1% la cota 119,87 mMB. Volumul maxim retinut (6,0 milioane m3) se evacueaza in 7 zile.
Regularizarea si indiguirea albiei raului Ier. Pentru regularizare, albia Ierului s-a impartit in 3 sectoare (I, II si III). Lucrarile de regularizare au constat din rectificarea traseului si calibrarea albiei pentru asigurarea transportului debitelor de scurgere cu asigurarea de 5% precum si indiguirea dimensionata pentru transportul debitului de scurgere cu asigurarea de 1% avand si o garda de 30-40 cm.
Regularizarea vailor afluente. In cadrul perimetrului amenajarii actuale, pe vaile afluente raului Ier s-au proiectat lucrari de regularizare.
Albiile au fost dimensionate pentru debite la asigurarea de 5% si verificate pentru debite la asigurarea de 1% calculate in schema adoptata. Aceste vai constituie si colectorii (emisarii) retelelor de desecare existente.
In zona de lunca aceste vai au sectiunea mixta, digurile fiind corespunzatoare remuu-lui dat de nivelul apei in emisar (raul Ier).
Urmarind in ordinea descarcarilor in Ier, dinspre amonte spre aval, se disting urmatoarele vai mai importante:
– C. Cubic, afluent pe malul drept al raului Ier, se descarca in Ier amonte de CF Caroi-Tasnad, printre diguri de remuu.
– V. Chechet, afluent pe malul stang, colecteaza apele aduse si de vaile Ciripicea si Roica-Sat. In zona de remuu sectiunea este prevazuta cu diguri.
– C. Tiream, afluent pe malul drept, se aseaza pe firul vaii Sinmiclaus si colecteaza apele si de pe valea Votijgat. In zona de lunca albia este indiguita pe malul drept pana in dreptul vetrei de sat Vozondiu iar spre malul stang se prelungeste spre vatra de sat Tireanu.
– C. Sudaru-Cehal, afluent pe malul stang, se axeaza pe firul vaii Santau, colectand si apele vailor Neagra si Cean, precum si ape din reteaua de desecare in zona de lunca, prevazut cu diguri.
– C. Sarvazel, afluent pe malul stang, se axeaza pe firul vaii cu acelasi nume si se descarca in zona acumularii Andrid.
– C. Zamoias-Pisolt, afluent pe malul drept, colecteaza apele de pe cele doua vai si le descarca aval de acumularea Andrid, fara diguri de remuu.
– C.Galospetreu, afluent pe malul drept se axeaza pe firul vaii Rit, trece prin acumularea cu acelasi nume si apoi de la baraj pana in Ier albia este prevazuta cu diguri.
– C.Simian, afluent pe malul drept, se axeaza pe firul vaii Fuzec care are originea pe teritoriul Ungariei, trece prin acumularea Simian si apoi se indreapta spre valea Ier unde se descarca printre diguri de remuu. Primeste si apele colectate de vaile Mouca si {ilindru (Balasgat).
– C. Morii, afluent pe malul drept, se axeaza pe firul p. Ierul-Chescheni si se descarca in apropiere de frontiera printre diguri de remuu. Digul de remuu de pe malul stang se prelungeste paralel cu terasa inalta pana la incastrarea in malul inalt de 9,6 km.
3.3. Lucrari de desecare
3.3.1. Suprafete cu exces de umiditate
Din zonarea facuta dupa sursele de exces de umiditate, saruri si lucrari hidroameliorative, rezulta ca in interiorul analizat excesul de umiditate afecteaza daunator terenuri din suprafata totala de 74.122 ha.
Gradul de afectare a folosirii capacitatilor de productie a acestor terenuri si frecventa cu care sunt afectate sunt foarte variabile de la o zona la alta.
Din suprafata de 74.122 ha, pe 61.876 ha s-au executat retele de canale de desecare existente iar pe suprafata de 12.246 ha se proiecteaza desecari noi.
3.3.2. Debite de desecare
Analiza detaliata a precipitatiilor zilnice inregistrate pe un sir de 24 ani la patru statii meteo si calcularea curbelor de asigurare a precipitatiilor maxime in 24 ore, 48 ore, 772 ore si 120 ore, precum si cunoasterea caracteristicilor hidrofizice ale solurilor ce se deseaca si a reliefului au permis calcularea debitelor de desecare.
Din tabelul de mai rezulta debitele cele mai mari realizate in luna iunie:
– la sol mediu: q 1% = 0,77 l/s/ha,
q 5% = 0,44 – 0,54 l/s/ha,
– la sol greu q 1% = 0,77 – 0,90 l/s/ha,
q 5% = 0,50 – 0,62 l/s/ha.
Adaugand la debitele din precipitatii si debitele din celelate surse rezulta debite specifice de 0,6 – 0,9 l/s/ha la asigurarea de 5% si de 0,8 – 1,15 l/s/ha la asigurarea de 1%. Dimensionarea si verificarea lucrarilor de desecare s-a facut pentru debite specifice cuprinse in aceste intervale, iar statiile de pompare s-au facut pentru debite specifice de 0,9 – 1,1 l/s/ha in care sunt incluse si debitele din drenaj care se evacueaza prin statiile de pompare.
3.3.3. Conditii avute in vedere la trasarea retelelor de canale
La trasarea retelelor de desecare trebuie avute in vedere o seama de conditii, care, de altfel, constituie carentele retelelor existente, precum si deziderate pentru noile lucrari:
sistematizarea retelelor de canale pentru realizarea pe de o parte a unei organizari mai bune a teritoriului, iar pe de alta parte, constituirea unor sisteme de desecare pe criterii functionale, grupate in doua categorii, dupa modul de descarcare in emisar – mixt (prin pompare si gravitational) sau numai gravitational;
trasarea retelei de canale in stransa concordanta cu configuratia reliefului, asigurandu-se astfel interceptarea eficace a apelor in exces la suprafata terenului, amplasarea canalelor pe firele de concentrare a apelor pe zonele joase realizand totodata o reducere substantiala a volumelor de lucrari a investitiilor si a consumurilor de carburanti si materiale;
la trasare se au in vedere si executarea in paralel a unor lucrari de amenajare a zonelor depresionare (nivelare-modelare) prin care se asigura scurgerea apelor de pe terenurile impermeabile si cu pante foarte reduse l = 0,001;
separarea apelor inalte ce se scurg in situatia actuala in incinte, prin interceptarea lor prin canale de coasta(Cos) trasate la cota de descarcare fara restrictii in emisar;
asigurarea unei densitati de canale in concordanta cu conditiile concrete ale factorilor care conditioneaza excesul de umiditate;
mentinerea canalelor existente in schema noua pentru reducerea la minim a scoaterii din functiune a lucrarilor existente;
in zona de campie (mai inalta), descarcarea sistemelor de desecare sa se poata face in afluentii Ierului care se regularizeaza corespunzator schemei hidrotehnice proiectate;
forma si marimea sistemelor de desecare sa fie in concordanta cu necesitatea asigurarii unor lungimi de evacuare corespunzatoare conditiilor de curgere.
3.3.4. Variante analizate
}inand seama de criteriile stabilite atat de diverse in aceasta zona,
s-au analizat mai multe variante de retea pe zone caracteristice si in concordanta cu variantele de schema hidrotehnica analizate.
In afara de variantele impuse de schemele hidrotehnice analizate s-au analizat si variante conditionate de factorii geografici existenti: relief, retea hidrografica existenta, retea de drumuri, localitati s.a.
Din diversitatea de variante analizate pe fiecare zona in parte in faza de evaluari au fost admise un numar redus de variante din care se prezinta numai variantele I si II.
Varianta I se caracterizeaza prin:
– o resistematizare moderata a retelei existente;
– adaptarea optima la variatia microreliefului;
– amenajarea de zone depresionare pe o suprafata moderata.
Varianta II se caracterizeaza prin:
– o resistematizare radicala a retelei de canale existente;
– sistematizarea riguroasa a retelei cu canale rectilinii dispuse in general rectangular;
– amenajari in zone depresionare in suprafata mare, cu nivelare – modelare masiva.
Variantele au fost analizate pe zone caracteristice insumand 4.200 ha, trasarea lucrarilor s-a facut pe planuri de situatie scara 1:10.000 cu curbe de nivel avand echidistanta de 0,5 m.
Analiza comparativa a valorilor precum si a avantajelor si dezavantajelor ce le prezinta cele doua variante scoate in evidenta superioritatea variantei I.
3.3.5. Sisteme de desecare
La trasarea retelei de canale dupa criteriile mentionate anterior, in valea Ier au fost constituite 36 sisteme de desecare cu o suprafata medie de 2.083 ha repartizate astfel pe judete:
– jud. Bihor: 19 sisteme cu o suprafata de 26.076 ha;
– jud. Satu Mare: 17 sisteme in suprafata totala de 48.046 ha.
3.3.6. Retele de canale proiectate
Existenta unor formatii hidrografice, afluenti ai raului Ier si a unor canale care brazdeaza teritoriul pe linia de panta, este ramificata diferit pe sisteme, folosind de regula vaile ca emisari. In general, schema retelei de desecare se prezinta astfel: canalele secundare (CS) se descarca in canalele principale (CP) unilateral sau bilateral, iar acestea la randul lor se descarca fie in canalele colectoare care duc apele catre statiile de pompare sau catre vaile afluente (CE).
Vaile afluente (CE)
Pentru o mare parte din sistemele proiectate, vaile afluente constituie emisarii lor. Albiile acestora au fost prevazute a fi regularizate. Dimensionarea evacuatorilor s-a facut pentru debitele receptionate din canalele de desecare, precum si pentru debitele pe care le receptioneaza in regim modificat din bazinul de receptie neamenajat, socotite la asigurarea de 5% (calcul) si de 1% (verificare).
La asigurarea de calcul 5% au rezultat debite de 2,8 – 36,0 m3/s iar la asigurarea de verificare 1% debite de 4,8 – 67,0 m3/s. Bazinele de receptie variaza intre 2 km2 si 163,2 km2. Pentru sectiuni s-a adoptat: b = 1-5 m, h = 2,5-3,5 m, inclinare taluze: 1:2 – 1:2,5.
In zone de descarcare de emisar – raul Ier, sectiunea vailor devine mixta, corespunzatoare regimului dat de nivelurile maxime in Ier. Sectiunea digurilor are urmatoarele elemente dimensionate in functie de conditiile hidraulice, de caracteristicile fizico-mecanice ale materialului de constructii: C = 2,0 m; m = 2,0; h = 1,5 – 3,0 m. Vaile emisare sunt urmatoarele: Ierul Chescheni (Canalul Morii), C. Simian, Valea Rit, C. Mouca, Valea Ierul Rece, Valea Galospetreu, Valea Zimoias, Valea Vasadului, Valea Tiream, Valea Santau, Valea Chechet si C. Cubic. Vaile regularizate insumeaza o lungime de 104 km. Volumul total de terasamente este de 972,959 mii m3/ml.
Canale de coasta (CCs)
Pentru separarea apelor din zona inalta si descarcarea lor fara restrictii la cote CCs, inzona de contact lunca-campie mai inalta.
Sectiunea transversala a canalelor de coasta proiectate prevede pe malul dinspre lunca un digulet situat la 5-10 m departare de canal. Elementele sectiunii: b = 1-3 m, h = 1-2,5 m, taluz spre versant 1:3, taluz spre lunca 1:1,5, coronament dig 2 m, taluze dig 1:2, panta fundului canalului 0,2 – 2,0 %.
Sunt prevazute 20 canale de coasta cu o lungime totala de 84.895 m cu unvolum total de 873.929 m3, revenind 10,29 m3/m.
Uneori, in canalul de coasta se descarca si formatiuni torentiale cu debite mai mari pentru ca astfel sa se reduca numarul de canale de evacuare care traverseaza lunca cu diguri de remuu racordate la digurile Ierului si inchise la terasa. In timpul nivelurilor maxime in Ier, intre digurile de remuu pana la terasa, se mentine acelasi nivel de apa, influentand nivelul freatic in lunca.
Canalele colectoare (CC) primesc apele din canalele principale (CP) si canalele secundare (CS) din cadrul sistemului sau subsistemului si le transporta la statiile de pompare sau le descarca direct in emisar, sistemele din sectorul indiguit al Ierului.
Sunt prevazute 25 canale colectoare care se reprofileaza in lungime totala de 92.523 m si un volum de 571.976 m3, revenind 5,74 m3/m reprofilare si 14 canale noi in lungime totala de 114.580 m si un volum total de terasamente de 1.728.693 m3, revenind 15,09 m3/m.
Debitele canalelor colectoare au valori de 0,1 – 24,5 m3/s, iar sectiunea are: b = 1-2 m, h = 1,8 – 4,0 m, m = 1,5 – 2,0 m iar panta fundului 0,3 – 0,7%.
Canalele principale (CP) in care se descarca cel putin un canal secundar, au functiune mixta si de decarcare (receptia apelor ce se scurg la suprafata terenului) si de transport pentru apele aduse de CS respective, traseul lor se adapteaza atat retelei de CS cat si variantei reliefului. Pe intreaga zona s-au proiectat 436 canale principale, din care 177 reprofilate (existente) si 259 canale principale noi. Lungimea canalelor principale reprofilate este de 205.598 m cu un volum de terasamente de 1.192.962 m3, revenind 5,80 m3/m, iar lungimea canalelor principale noi este de 624.824 m, cu un volum de terasamente de 4.328.125 m3, revenind 6,93 m3/m.
In zona de terasa pe fire de concentrare naturale s-au proiectat canale principale care transporta debite de viitura mai mari, calculele dupa curba de generalizare, in functie de suprafata bazinului de receptie variaza de la 0,1 m3/s la 22,5 m3/s.
Sectiunea transversala a albiei are b = 0,8 – 3,0 m, h = 1,5 – 3,5 m, m = 1,5 – 2,5 m.
Canale secundare (CS) cu rol in exclusivitate de desecare (de interceptie a apelor in exces la suprafata solului care se scurg sau stagneaza). Pentru o eficienta sporita a retelei secundare, in colectarea apelor in exces la suprafata terenului, canalele au fost trasate pe zonele cele mai joase sau pe traseele de interceptie optima. Aceasta face ca in multe cazuri forma parcelelor si sistematizarea acestora sa nu fie dintre cele mai bune.
Pe intrega unitate s-au proiectat 1.348 canale secundare secundare noi cu o lungime totala de 739.277 m, cu un volum total de terasamente de 3.559.422 m3, revenind 4,81 m3/m. De asemenea, s-au proiectat 92 canale secundare reprofilate cu o lungime totala de 75.928 m si un volum de 140.426 m3, revenind 1,85 m3/m.
Sectiunea transversala a albiei are b = 0,5 m; h = 1,2 – 3,5 m; m = 1,5 = 2,0 m; panta fundului canalului 0,5 – 8%.
In canalele de desecare secundare se descarca drenurile absorbante si drenurile colectoare ale tipurilor de drenaj proiectate.
Lungimea totala a retelei de canale proiectata este de 1.955.772 m cu un volum total de terasamente de 12.586.243 m3, revenind 6,43 m3/ml canal.
Rigole si santuri
Pentru controlarea tuturor fenomenelor negative de relief de mica intindere si dispersate intre traseele canalelor proiectate este necesar ca in tehnologia agricola sa se includa, ca lucrare anuala, deschiderea de rigole si santuri ce traverseaza formele depresionare si se descarca in cel mai apropiat canal.
{anturile si rigolele se deschid cu utilaje adecvate: freze, pluguri de canale s.a.
Functia de desecare ce o indeplinesc retelele de canale este completata de lucrarile de nivelare-modelare in cadrul amenajarii zonelor depresionare, iar in cadrul tehnologiilor agricole trebuie cuprinsa, ca lucrari anuale sau la un numar de ani, nivelarea de productie.
Pe retelele de canale descrise mai sus s-au proiectat constructiile hidrotehnice necesare constand din: caderi pentru compensara pantei in concordanta cu vitezele admisibile, podete la traversare pe sub drumurile de exploatare, drumuri clasaficate si cai ferate, subtraversare de canale si de conducte de gaze sau petrol. Pentru descarcarea apelor in emisar s-au proiectat treceri prin dig cu clapeti atat la punctele de evacuare mixta cat si pe parcursul traseelor pentru a grabi evacuarea cand nivelurile in emisar sunt inferioare nivelurilor apei din canalul respectiv.
3.3.6. Modul de evacuare a apelor de desecare si drenaj in emisari
Stabilirea modului de evacuare a apelor de desecare si drenaj in emisari a fost posibila numai dupa o analiza ampla a regimului de scurgere in emisarul principal, raul Ier, in corelatie cu variatia hipsometrica a terenului. In acest scop s-au intocmitcurbe de durata si frecventa la nivelurile in Ier si e-au stabilit nivelurile caracteristice (minime, medii si maxime) in canale la punctele de descarcare.
In urma acestei analize s-a stabilit modul de evacuare a apelor pentru fiecare sistem dupa cum urmeaza:
Evacuarea gravitationala pentru sistemele din zona de câmpie pe cote superioare nivelurilor maxime restrictive din Ier. Descarcarea apelor din canalele colectoare ale sistemelor se face liber, fara diguri de remuu in zona de câmpie, unde CE (vaile afluente) nu au diguri de remuu, sau prin treceri prin dig sau cu clapet (T) pentru descarcarile din sectoarele indiguite ale emisarilor (vaile aferente).
Vaile emisari sI CE se descarca in emisarul principal, râul Ier, liber printre digurile de remuu. Descarcarea apelor din drenuri in canale se face gravitational.
Evacuarea mixta. Asa cum s-a aratat, sistemele de desecare din zona de lunca, unde apele colectate de retelele de desecare curg la niveluri inferioare nivelurilor maxime din emisar s-a prevazut evacuarea mixta:
prin pompare, pe durata nivelurilor mari de emisari, superioare celor din canalul colector când clapetul gurii de evacuare gravitationala nu se deschide, sI
gravitational, când nivelurile in emisar coboara sub cele din canalul colector.
Astfel, punctul de evacuare mixta constituit din statia de pompare este prevazut sI cu o trecere prin dig cu clapet (gura de evacuare), T.
Au rezultat 21 de sisteme de evacuare mixta cu o suprafata totala de 26.892 ha.
Pentru a folosi mai bine potentialul de relief a apelor din lunca, pe traseul canalelor colectoare s-au mai proiectat descarcari gravitationale- treceri prin dig cu clapet – intermediare care intra in functie când sunt niveluri scazute de emisar.
3.3.7. Statii de pompare
Pentru cele 21 de sisteme s-au prevazut 21 statii de pompare din care 16 statii in judetul Bihor sI 5 statii in judetul Satu Mare. Trebuie sa mentionam ca in sistem se mai afla sI statia de pompare Dinesti care descarca apele de desecare din zona aferenta in lacul Adrid când acesta este plin cu apa.
Functionarea statiilor se face automatizat, in functie de nivelurile de emisar, când nu se mai poate face evacuarea gtravitational sI de nivelurile din canal de ecacuarea, când intra sI ies din functiune treptat agregatele de pompare ce compun debitul statiei.
Schemele tehnologice pentru fiecare statie in parte sunt compuse din:
bazin de aspiratie – conducte de aductiunea apei in cuva statiei;
instalatiile sI echipamentul hidromecanic de baza constând din pompe cu ax vertical din familia DV 30 sI statiile auxiliare;
conducte de refulare de la statie de emisar;
instalatiile sI echipamentul electric de forta, lumina, comanda, semnalizare sI blocaj.
Consumul specific de energie la 1000 m apa pompata este de 12.5 – 20.53 kw/1.000 m3/apa pompata. Energia consumata in anul mediu cu asigurarea de 30% este de 275.972 kwh.
Pentru asigurarea accesului in toate unitatile de l;ucru agro-productive, circulatia pe drumurile clasificate, compensarea pantei, subtraversarea conductelor subterane existente in zona, descarcarii in emisari s.a. s-au proiectat urmatoarele constructii: podete pe drumuri de explorare clasificate in DN, DJ, DC; poduri pe caile ferate; caderi pentru compensarea pantei si racordarea in plan vertical a canalelor; subtraversari canale; treceri prin dig cu clapet.
3.3.8. Amenajari zone depresionare
Amenajarea zonelor depresionare are ca obiect formatiunile joase cu exces de umiditate, ca: privaluri, jepse, crovuri, care sunt neproductive partial sau total la data actuala.
Zonele depresionare din bazinul hidrografic Ier sunt situate in terenurile din lunca si campie diseminate in bazin pe o suprafata totala de 8.472 ha, din care in judetul Bihor sunt 3.588 ha si in judetul Satu Mare sunt 4.884 ha.
Pentru atingerea scopului urmarit, de ameliorare a terenurilor depresionare, s-au preconizat:
a. Lucrari de nivelare a terenurilor cu panta catre canalul de desecare sau firul de concentrare executate cu screperul si buldozerul. Suprafata totala astfel amenajata este 4.580 ha, din care in judetul Bihor – 2.434 ha in judetul Satu Mare – 2.146 ha. Volumul total de terasamente este de 3.199.950 m3, revenind 699 m3/ha (600 – 750 m3/ha).
b. Lucrari de modelare a terenului in benzi cu coame si rigole. Pe terenuri cu panta mai mica de 0,001 fara scurgere cu soluri impermeabile cu ape stagnate, se executa pe fondul mai intai nivelat usor, modelarea suprafetei prin aratura succesiva la cormana. Intre coamele astfel formate se executa rigole care preiau apa scursa de pe coame si o transporta la canalul de desecare.
Odata nivelat terenul, araturile ce se vor face trebuie astfel organizate incat sa se mentina modelarea, iar rigolele sa se refaca de cate ori este nevoie.
3.3.9. Lucrari de punere in valoare a terenurilor neproductive (recuperari)
Conditiile naturale existente in situatia actuala fac ca o parte din terenurile din perimetrul ce se amenajeaza sa fie productive. Din situatia fondului funciar rezulta existenta in teritoriu a unor suprafete apreciabile de terenuri neproductive, constand din balti, stufaris, terenuri neproductive etc. Prin efectul lucrarilor proiectate si prin lucrarile prezentate, aceste terenuri se aduc in circuitul agricol si se folosesc la categoriile de folosinta corespunzatoare potentialului redat. Astfel:
– Suprafata de teren ocupata de canalele existente in zona care nu se mai justifica functional se demoleaza prin astupare. Suprafata totala rezultata din demolarea acestor canale este de 207 ha, pe judetul Bihor 64 ha, pe judetul Satu Mare 143 ha.
– Suprafetele ocupate de balti, mlastini si stufaris de pe zonele depresionare, albii parasite, privaluri, jepse, care nu sunt frecvente pe intinse suprafete in judetul Bihor, prin lucrari de desecare, nivelare-modelare, drenaj, precum si lucrari de defrisare, amendare, fertilizare, mobilizarea adanca, se redau circuitului agricol la categoria de folosinta a potentialului redat. Astfel, suprafata totala prevazuta la redarea in circuit din aceasta sursa este de 756 ha, din care pe judetul Bihor 694 ha iar pe judetul Satu Mare o suprafata de 60 ha.
– Suprafata ocupata de tufarisuri este prevazuta la redarea in circuitul productiv agricol prin lucrari de defrisare si nivelare. Suprafata totala astfel amenajata este de 49 ha, din care pe judetul Bihor – 9 ha, iar pe judetul Satu Mare – 40 ha.
– Suprafata de teren neproductiv insumand 449 ha, prin lucrari de nivelare, amendare, fertilizare, se reda circuitului agricol. Dintre acestea, 179 ha sunt ale judetului Bihor si 270 ha ale judetului Satu Mare.
In felul acesta, balanta fondului funciar, inainte si dupa amenajare, devine pozitiva la categoriile de folosinta agricola.
Suprafata totala redata in circuitul agricol este de 1.461 ha, din care 946 ha in judetul Bihor si 515 ha in judetul Satu Mare.
3.3.10. Lucrari hidroameliorative
Lucrarile si masurile pentru transformarea folosintelor care nu constituie surse de recuperare, respectiv:
– transformarea in arabil a pajistilor naturale ca urmare a reamplasarii categoriilor de folosinta in suprafata de 1.536 ha prin lucrari de destelenire, discuire si grapare;
– transformarea in arabil a drumurilor de exploatare agricola, neconsolidate, in suprafata de 364 ha, prin lucrari de scarificare, nivelare, discuire, grupare;
– transformare in pajisti naturale a arabilului in suprafata de 1.240 ha prin lucrari de aratura, discuire, grapare si insamantare;
– transformare in pajisti a drumurilor de exploatare agricola neconsolidate, in suprafata totala de 99 ha prin lucrari de scarificare, aratura, nivelare, discuire, grapare, insamantare si tavalugire;
– infiintarea drumurilor de exploatare agricola neconsolidate, in suprafata de 463 ha prin lucrari de sapatura cu autogrederul.
Lucrari agropedoameliorative pentru sporirea capacitatii de productie a terenurilor in vederea atingerii parametrilor de productie proiectati. Astfel, s-au prevazut:
– fertilizarea cu ingrasaminte organice in doza medie de 15 t/ha (in afara celor 20 t/ha prevazute in tehnologiile avute in vedere la determinarea costurilor anuale), pe o suprafata de 30.756 ha;
– amendarea solurilor cu fosfogips, in doza medie de 5 t/ha pe o suprafata de 3.651 ha;
– amendarea solului cu carbonat de calciu cu doza medie de 5 t/ha pe o suprafata de 938 ha;
– nivelarea terenului cu nivelatorul pe o suprafata de 22.577 ha.
CAPITOLUL 4: MODELE MATEMATICE DE MI{CARE PERMANENT| {I DE MI{CARE NEPERMANENT|
Miscarea unui fluid reprezinta miscarea unui sistem continuu de particule fluide, de forme si marimi arbitrare, care ocupa in intregime un anumit domeniu.
Miscarea fluidului se poate desfasura intr-un spatiu finit, delimitat lateral de pereti solizi, sau suprafete de discontinuitate in acelasi fluid, sau in alte fluide, sau in spatiu infinit, de exemplu curentii de aer din atmosfera.
Caracteristicile miscarii, respectiv viteza, presiunea etc. sunt determinate de natura fluidului, tipul de miscare si de conditiile la limita si cele initiale.
Din punct de vedere al desfasurarii in timp, miscarea unui fluid poate fi permanenta sau nepermanenta.
La o miscare permanenta, parametrii miscarii intr-un punct fix din spatiu, nu variaza in timp; viteza, presiunea se modifica numai la schimbarea pozitiei particulei fluide. Matematic, aceasta se exprima prin relatiile:
v = v(x, y, z)
p = p(x, y, z)
g = (x, y, z)
La o miscare nepermanenta, viteza, presiunea variaza atat in spatiu cat si in timp, astfel incat:
v = v(x, y, z, t)
p = p(x, y, z, t)
g = (x, y, z, t)
Realizarea unuia sau a celuilalt caz de miscare este determinata de conditiile la limita domeniului, care pot fi constante sau variabile in timp.
4.1. Miscarea permanenta a fluidelor cu suprafata libera
La proiectarea constructiilor hidrotehnice care urmeaza sa se execute in albii naturale este necesara construirea curbelor suprafetei libere a apei care vor apare dupa modificarea regimului natural de curgere. Cele mai mari dificultati in acest proces apar datorita faptului ca marimile elementelor hidraulice ale albiei naturale variaza foarte mult, astfel ca in calcule trebuie sa se opereze cu valori medii ale acestor marimi. In majoritatea cazurilor practice, curba suprafetei libere a apei trebuie construita pentru niveluri maxime, care au observate pe cursul de apa respectiv numai la ape mari, extraordinare, sau n-au fost observate niciodata.
Pentru deducerea ecuatiei miscarii permanente, gradul variate, a fluidelor cu suprafata libera, vom scrie relatia lui Bernoulli pentru doua sectiuni transversale 1 si 2 prin cursul de apa amplasate la distanta dx una fata de cealalta:
z + p0/ + v2/2g = z + dz + p0/ + (v + dv)2/2g + dhw (1)
in care notatiile reprezinta:
z – cota suprafetei libere a apei;
dz – variatia cotei suprafetei libere a apei;
v – viteza medie pe sectiunea apei;
dv – variatia vitezei intre cele doua sectiuni;
p0 – presiunea la suprafata libera;
– greutate specifica;
g – acceleratia gravitatiei;
– coeficient de corectie al vitezelor;
dhw – pierderile de sarcina intre sectiunile 1 si 2.
Coeficiemtul tine seama de influenta repartitiei neuniforme a vitezelor in sectiunea de curgere. In calcule se vor considera valori a = 1,0 – 1,1.
Pierderile de sarcina hw necesare invingerii rezistentelor hidraulice se compun din pierderi de sarcina pentru invingerea rezistentelor locale hj si pierderile de sarcina distribuite in lungul curentului hf.
hw = hj + hf
In conditiile miscarii gradual variate se poate scrie:
dhw = dhj + dhf (2)
Neglijand marimile de ordinul al doilea avem
(v + dv)2/2g = v2/2g + d(v2/2g) (3)
si tinand cont de relatia (2), ecuatia (1) devine:
-dz = d(v2/2g) + dhj + dhf (4)
In cazul miscarii gradual variate, pierderile de sarcina locale sunt datorate in special variatiilor sectiunii vii a curentului. Dar cum variatia sectiunii vii a curentului. Dar cum variatia sectiunii vii in albii artificiale se face lent, pierderile de sarcina locale sunt mici in comparatie cu pierderile de sarcina distribuite in lung si, de aceea, in cazul mentionat, se pot neglija.
Impartind ecuatia (4) cu dx, avem:
– dz/dx = d/dx (v2/2g) + dhj/dx + dhf/dx (5)
Termenul – dz/dx defineste panta suprafetei libere a apei in sectiunea data sau panta piezometrica J:
J = – dz/dx (6)
Pierderile de sarcina locale dhj, produse in special de variatia sectiunii vii in lungul curentului, se determina cu o relatie de tipul:
dhj = d(v2/2g) (7)
in care este un coeficient care depinde de caracterul variatiei sectiunii de curgere. De regula, atunci cand viteza medie a apei creste in lungul curentului, respectiv cand sectorul considerat se ingusteaza in sensul curgerii, pierderile de sarcina locale se neglijeaza ( = 0).
Din contra, pe sectorele divergente, atunci cand viteza medie scade in lungul curentului, se tine seama de aceste pierderi de sarcina. In literatura de specialitate sunt recomandate valori cuprinse intre – 1,0 si – 0,5.
Pierderile de sarcina distribuite pe unitatea de lungime determina panta hidraulica if a curentului si se calculeaza cu relatia lui Chezy:
dhf/dx = if = v2/C2R (8)
in care C este coeficientul lui Chezy sunt propuse mai multe relatii de calcul. In calcule am folosit relatia lui Manning:
C = 1/n R1/6 (9)
in care n este coeficientul de rugozitate.
Introducand in aceste relatii debitul, egal cu:
Q = v (10)
si modulul de debit K in sectiunea data, determinat cu relatia:
K = C R (11)
relatia (8) se poate scrie:
if = Q2/K2 (12)
}inand seama de relatiile (6), (7) si (12), ecuatia (5) a miscarii permanente, gradual variate a apei cu nivel liber se poate scrie:
J = (1 + ) d/dx (v2/2g) + Q2/K2 (13)
-dz = (1 + ) d(v2/2g) + Q2/K2 dx (14)
Calculele se desfasoara din aval spre amonte, pornind de la o sectiune aval in care se cunosc elementele miscarii (cheie limnimetrica).
4.2. Miscarea nepermanenta a fluidelor cu suprafata libera
In anul 1871, Barre de Saint-Venant stabileste pentru prima data ecuatiile diferentiale ale miscarii nepermanente gradual variate a apei in canale deschise si reuseste sa evidentieze o solutie a acestor ecuatii intr-un caz particular, care are valoare mai mult teoretica decat practica – canal cu panta nula, cu sectiune dreptunghiulara si in conditii de pierderi de sarcina nule.
Cu toate eforturile depuse de matematicieni si hidraulicieni in anii care au urmat nu s-a reusit sa se gaseasca solutii integrate ale acestor ecuatii corespunzatoare problemelor des intalnite in practica de miscarea nepermanenta a apei in canale si in albiile raurilor. Incercarile s-au lovit de dificultatile majore care apar la integrarea unui sistem de ecuatii diferentiale de tip hiperbolic, neliniare, cu conditii la limita foarte complexe.
Nu s-a contestat valabilitatea acestor ecuatii deduse de Saint-Venant, deoarece ele nu reprezinta altceva decat o forma mai generala a ecuatiilor lui Bernoulli pentru un tub de curent de sectiune finita, variabila in timp si spatiu, insa nici nu s-a putut da o confirmare a ipotezelor care au fost adoptate la deducerea lor, deoarece confruntarea cu experimentul necesita cunoasterea solutiilor pentru diverse cazuri particulare.
Marea majoritate a hidraulicienilor au imbratisat ideea elaborarii si utilizarii de scheme de calcul in diferente finite de tip implicit, pentru rezolvarea numerica a ecuatiilor lui Saint Venant. Efortul principal a fost indreptat pe linia propunerii unor algoritmi de calcul cu caracteristici superioare privind domeniul de aplicabilitate, domeniile de stabilitate si de convergenta a solutiilor numerice si volumul de calcule.
Sistemul de ecuatii diferentiale, cu derivate partiale, al lui Saint Venant este alcatuit din ecuatia continuitatii si ecuatia dinamicii
Ecuatia continuitatii a fost dedusa pornind de la bilantul volumelor de apa cuprinse intre doua sectiuni consecutive de calcul x si x+dx, calculat intre momentul de timp t si t+dt. In acest mod a fost determinata relatia:
/t + Q/x = 0 (15)
in care notatiile reprezinta:
– = aria sectiunii de curgere
– Q = debitul
– x = distanta masurata in lungul curgerii
– t = timpul
Aceasta reprezinta ecuatia de continuitate si exprima principiul conservarii masei pentru medii fluide.
Pentru deducerea ecuatiei dinamice se aplica teorema energiei unei mase de fluid cuprinsa intre sectiunile de calcul x si dx. Aceasta teorema exprima echivalenta dintre lucrul mecanic efectuat de fortele exterioare si variatia energiei cinetice intr-un interval de timp dt. In acest mod se ajunge la ecuatia dinamica a curentului in albie:
z/x + 1/g v/t + v/g v/x + if = 0 (16)
in care notatiile reprezinta:
– z = cota suprafetei libere a apei
– v = viteza medie pe sectiune a apei
– if = panta hidraulica medie in sectiune
– g = acceleratia gravitationala
Avand in vedere faptul ca:
v = Q/
si tinand cont de ecuatia continuitatii (15) rezulta:
v/t = /t (Q/) = 1/ Q/t Q/2 /t = 1/ Q/t + Q/2 /t (17)
vv/x = Q/ /x (Q/) = Q/(1/ Q/t Q/2 /t) (18)
Inlocuind expresiile (17) si (18) in relatia (16), ecuatia dinamicii devine:
z/x + 1/g Q/t + 2Q/g2 Q/x Q2/g3 /x + Q2/K2 = 0 (19)
Deoarece sectiunea este functie de timp pentru x = const., prin intermediul adancimii h a curentului = (h), unde h=h(t), avem:
/t = /h h/t = Bz/t
in care B reprezinta latimea albiei la suprafata apei.
Astfel ecuatia continuitatii devine:
Bz/t + Q/x = 0 (20)
Pentru rezolvarea sistemului alcatuit din ecuatiile (19) si (20), trebuiesc cunoscute conditiile initiale si conditiile la limita. Conditiile initiale constau in cunoasterea la momentul t=t0 a debitelor Q=Q(x) si a nivelurilor z=z(x) in lungul albiei. Conditiile la limita se dau in sectiunile amonte x=0 si aval x=L ale sectorului de calcul.
De obicei in sectiunea amonte a sectorului de calcul se cunoaste variatia in timp a debitelor Q=Q1(t) (hidrograful debitelor amonte), iar in sectiunea aval a sectorului de calcul se cunoaste variatia debitului in functie de nivelul apei Q=Qn(z) (cheia limnimetrica sau cheile descarcatorilor de la baraj).
Pentru sistemul alcatuit din ecuatiile (19) si (20) nu se cunosc solutii analitice, rezolvarea acestuia fiind posibila numai prin metode numerice. Majoritatea algoritmilor de calcul se bazeaza pe aplicarea unor scheme in diferente finite de tip implicit, intrucat schemele explicite conduc la un volum mare de calcule, rezultat din respectarea conditiilor Courant-Friedrich-Lewy in alegerea pasilor dx si dt.
In lucrarea de fata se prezinta o schema de tip implicit elaborata in Institutul de Cercetari Hidrotehnice Bucuresti, care se remarca prin o buna stabilitate a solutiilornumerice si o rapida convergenta a acestora catre solutia exacta. Algoritmul a fost utilizat in decursul timpului in numeroase aplicatii utilizate in practica inginereasca.
Transcrierea in diferente finite a ecuatiilor (19) si (20) se efectueaza impartind o portiune de albie de lungime L in n-1 sectoare de calcul delimitate de nodurile i, (i=1,2,3, ….,n). Pentru exprimarea derivatelor unei functii F in raport cu variabila x si in raport cu variabila t, pe sectorul cuprins intre sectiunile i-1 si i, la un moment cuprins intre valorile (n+1) dt si ndt ale timpului t folosim relatiile:
F/x = 1/dx (Fin+1 Fi-1n+1) + (1 )(Fin Fi-1n) (21)
F/t = 1/dt 1/2(Fin+1 + Fi-1n+1) + 1/2(Fin + Fi-1n) (22)
in care Fin+1 este valoarea functiei F calculata in sectiunea i la momentul (n+1)dt, iar este un coeficient de pondere care capata valori cuprinse intre 0 si 1 (functia F(x,t) poate fi oricare dintre functiile Q(x,t), z(x,t), (x,t)).
Pentru generalizarea se presupune ca in fiecare sectiune i exista un afluent cu debitul qi=qi(t). Debitul din amonte de sectiunea i, Qiam se inlocuieste in functie de debitul din aval de sectiunea i, Qi, si de debitul afluentului qi, folosind conditia de racordare:
Qi am = Qi – qi (23)
In continuare, in calcule se lucreaza cu marimile interioare intervalului (i-1,i) si cu relatia (23). Utilizand modul de transcriere a derivatelor, definit de relatiile (21) si (22), ecuatiile miscarii (19) si (20) in diferente finite pe sectorul (i-1,i) se scriu:
Zin+1 Zi-1n+1 + (1/ 1)( Zin Zi-1n) + 1/2gn
dx/dt (Qin+1 qin+1 + Qi-1n+1 Qin + qin Qi-1n) + 1/g (2)n (Qin+1 qin+1 + Qi-1n+1)
Qin+1 qin+1 Qi-1n+1 +(1/ 1)( Qin qin Qi-1n) 1/4g3(Qin+1 qin+1 + Qi-1n+1)
(in i-1n) Qin+1 qin+1 + Qi-1n+1 + (1/ 1)( Qin qin + Qi-1n) + (Qin+1 qin+1 + Qi-1n+1)( Qin+1 qin+1 + Qi-1n+1) + (1/ 1)(Qni qin + Qi-1n) = 0 (24)
Zin+1 + Zi-1n+1 (Zin + Zi-1n) + 2dt/Bndx Qin+1 qin+1+ Qi-1n+1 + (1/1)
(Qni qin Qi-1n) = 0 (25)
In acest mod se obtin cate n-1 ecuatii algebrice cu necunoscutele Qin+1 si Zin+1, de tip (24) si (25) pentru ecuatia dinamica si ecuatia continuitatii.
Introducand notatiile:
– = dx/2gndt
– = 2dt/Bndx
– = 1/g2 ( Qin qin + Qi-1n)
– = dx/4K2 ( in i-1n)/4g3 (Qin+1 qin+1 + Qi-1n+1)
ecuatiile (24) si (25) pe sectorul (i-1,i) devin:
Zin+1 Zi-1n+1 + (1/ 1)(Zin Zi-1n) + (Qi-1n+1 qin+1 Qin Qi-1n + qin) + Qin+1 Qi-1n+1 qin+1 +(1/ 1)( Qin Qi-1n qin) + Qin+1 + Qi-1n+1 qin+1 + (1/ 1)( Qin + Qi-1n qin) = 0 (26)
Zin+1 + Zi-1n+1 (Zin + Zi-1n) + ( Qin+1 qin+1 + Qi-1n+1) + (1/ 1)( Qin qin Qi-1n) = 0 (27)
Adunand si scazand, doua cate doua, cele 2(n-1) relatii (26) si (27) rezulta:
2 Zin+1 + (1/ 1)( Zin Zi-1n) (Zin Zi-1n) + ( Qin+1 + Qi-1n+1 qin+1) + (Qin+1 Qi-1n+1 qin+1) + (1/ 1)(Qin Qi-1n qin) + ( Qin+1 + Qi-1n+1 qin+1) + ( Qin+1 Qi-1n+1 qin+1) + (1/ 1)( Qin Qi-1n qin) = 0 (28)
2 Zi-1n+1 + (1/ 1)( Zin Zi-1n) (Zin + Zi-1n) + ( Qin+1 + Qi-1n+1 qin+1)
( Qin+1 + Qi-1n+1 qin+1) ( Qin + Qi-1n qin) + (Qin+1 Qi-1n+1 qin+1)
(1/ 1) ( Qin Qi-1n qin) + ( Qin+1 + Qi-1n+1 qin+1) + (1/ 1) ( Qin + Qi-1n qin) ( Qin+1 Qi-1n+1 + qin+1) (1/ 1) ( Qin Qi-1n qin) = 0 (29)
Adunand fiecare dintre relatiile (28) cu (29) corespunzatoare, scrise pe sectorul i, i+1, se elimina necunoscutele zin+1 si grupand convenabil termenii rezulta un sistem algebric, liniar pentru necunoscutele Qin+1, de forma:
Ai-1,i Qi-1n+1 + (Bi-1,i + Ci, i+1)Qin + Di, i+1Qi+1n+1 = Rin (30)
in care coeficientii au expresiile:
Ai-1,i = +
Bi-1, i = + + – +
Ci-1,i = + + – +
Di-1,i = + +
Coeficientii , , , sunt scrisi pe sectoarele de calcul i-1, i respectiv i, i+1.
Avem n-2 ecuatii liniare (30) pentru n necunoscute Qin+1. Pentru completarea sistemului de ecuatii algebrice se folosesc conditiile la limita in capetele amonte si aval ale sectorului de calcul.
In capatul amonte este cunoscuta variatia in timp a debitului (hidrograful debitelor amonte).
Q1n+1 = Q1((n+1)dt) (31)
In capatul aval al sectorului de calcul se impune conditia ca nivelurile apei sa se inscrie pe o cheie limnimetrica determinata anterior prin masuratori. Daca notam cu m panta tangentei geomatrice la cheia limnimetrica avem:
Znn+1 Znn = m (Qnn+1 Qnn) (32)
Eliminand necunoscuta Znn+1 intre relatiile (32) si (29) scrisa pentru i=n, obtinem:
An-1,nQn-1n+1 + Bn-1,nQnn+1 = Rn (33)
Rezolvarea numerica a sistemului de ecuatii algebrice liniare alcatuit din ecuatiile (31), (30) si (33) conduce la determinarea marimilor Qin+1 pentru i=1,2, …,n. Acest sistem are matricea necunoscutelor tridiagonala astefel incat este posibila rezolvarea sa prin relatii de recurenta de forma:
Qn-1n+1 = a Qin+1 + bi (34)
in care:
ai = Ai-1,i/(Bi-1,i + Ci,i+1 + ai+1Di,i+1) (35)
bi = (Rin bi+1Di,i+1)/ (Bi-1,i + Ci,i+1 + ai+1Di,i+1) (36)
Ecuatia (33) se mai poate scrie:
Qn-1n+1 =Bn-1,n/An-1,n Qnn+1 + Rn/An-1,n
si deci:
an = Bn-1,n/An-1,n
bn = Rn/An-1,n
Cu aceste relatii se determina coeficientii ai si bi pentru i=n-1,….,2,1 si apoi cu relatiile (34) se gasesc marimile necunoscute Qin+1. Cotele apei in lungul sectorului de calcul corespunzatoare debitelor Qin+1, la momentul (n+1)dt se determina direct cu relatiile (28) sau (29).
Marimile Qin+1 si Zin+1 determinate cu procedeul descris mai sus devin conditii initiale pentru urmatorul pas de timp si algoritmul se repeta identic pana la parcurgerea intregului interval de timp simulat.
Algoritmii de calcul astfel conceput permite rezolvarea oricaror probleme de miscare permanenta si nepermanenta a fluidelor, descrise de ecuatia (14) si de ecuatiile Saint-Venant (19) si (20). Pentru aplicarea lor, sunt necesare date de baza topografice si hidrologice.
Datele de baza topografice constau din profile transversale la distanta suficient de mica pentru reproducerea fidela a geometriei albiei raului. Distantele dintre profilele transversale influenteaza si stabilitatea numerica a solutiilor, astfel ca programul de calcul indeseste sectiunile transversale pana la indeplinirea conditiilor de stabilitate.
Datele de baza hidrologice sunt alcatuite din hidrograful debitelor in sectiunea de intrare a sectorului de calcul, hidrografele debitelor afluentilor si cheia limnimetrica in sectiunea aval. De asemenea, este necesara si cunoasterea unor chei limnimetrice si a unor niveluri maxime observate la viituri in diverse sectiuni intermediare. Aceste date sunt importante pentru tararea modelului matematic al sectorului matematic al sectorului studiat.
Tararea modelului matematic constituie una din cele mai importante etape ale calculelor pregatitoare. Rezultatele simularii numerice a diverselor situatii privind miscarea permanenta si nepermanenta a apei pe un sector de rau prezinta incredere in masura in care modelele de calcul reproduc suficient de exact niveluri observate, chei limnimetrice certe, precum si propagarea pe acel sector de rau a unor unde de viitura sau a unor unde de axploatare reale.
In acest scop, mai intai se selecteaza acele situatii pentru care se cunosc in anumite sectiuni de control nivelurile sau debitele, sau nivelurile si debitele corespunzatoare, si care urmeaza a fi reproduse cu modelele de calcul.
Se determina apoi acele valori ale coeficientilor de rugozitate pe tronsoanele de calcul pentru care parametrii hidraulici calculati au aceleasi valori cu parametrii hidraulici masurati. In regim permanent de miscare a apei pe rauri, operatia este relativ simpla intrucat se obtine o functie univoca n = n(Q) sau n = n(z), unde n este coeficientul de rugozitate, Q – debitul, z – nivelul apei intr-o sectiune data. In regim nepermanent, operatia este mai complicata intrucat pentru coeficientul de rugozitate n nu rezulta o functie univoca. Se obtine un domeniu de variatie a coeficientului n, pentru fiecare viitura functia n = n(Q) sau n = n(z) avand individualitatea ei. Deoarece fiecare sector de calcul poate fi caracterizat printr-o functie proprie n = n(Q) sau n = n(Z), iar sectiunile in care se cunosc valorile parametrilor hidraulici sunt mult mai putine decat sectiunile de calcul, problema nu este strict determinata. Din acest motiv, valorile coeficientilor de rugozitate pe sectoarele de calcul invecinate, cu caracteristici geometrice apropiate, se considera aceleasi si, in esenta, tararea modelului de calcul este o operatie de optimizare.
CAPITOLUL 5: SUPRAIN|L}AREA DIGURILOR
Pentru verificarea cotei digurilor in lungul albiei raului Ier au fost efectuate calcule hidraulice de miscare permanenta a apei pe sectorul din avalul acumularii Andrid. Calculele au fost efectuate prin integrarea ecuatiei (14), fiind folosite profile transversale prin albia majora si albia minora a raului Ier, amplasate la distante cuprinse intre 100 – 500 m, prezentate in anexe.
Pentru tararea modelului de calcul a fost utilizata cheia limnimetrica in sectiunea de frontiera (fig.1.1.), precum si nivelurile inregistrate la statiile hidrometrice Sacuieni si Andrid.
Pentru reproducerea prin calcule a nivelurilor inregistrate au rezultat ca valori pentru coeficientii de rugozitate: 0,033 pentru albia minora si 0,040 pentru albia majora. Au fost efectuate calcule pentru debitul de dimensionare cu asigurarea de 5% si pentru debitul de verificare cu asigurarea de 1%. Rezultatele sunt prezentate in profilele longitudinale precum si in notele de calcul anexate. In urma acestor calcule a rezultat necesara suprainaltarea digurilor pe sectorul cuprins intre km 11.500 si km 12.500.
5.1. Stabilirea cotei coronamentului
Cc = hv + hs + hb (in profilul 28 km 12.000)
hv = cota nivelului maxim de verificare
hs = inaltimea de siguranta
hb = inaltimea bombamentului in exul coronamentului (se ia in considerare numai in cazul digurilor carosabile)
Cc = 104,17 m + 0,30 m = 104,47 m M.B.
5.2. Tehnologia de executie
Lucrarile de terasamente se executa astfel:
– decoperta stratului vegetal pe taluzul digului dinspre incinta, care se executa cu draglina pe 30 cm adancime,
– decoperta stratului vegetal din ampriza digului si din groapa de imprumut, care se executa cu buldozerul,
– scarificarea mecanica a terenului in ampriza digului,
– sapatura cu screperul in groapa de imprumut situata inspre incinta la 10 m distanta de piciorul aval al talazului,
– imprastierea cu buldozerul in dig si realizarea treptelor de infratire, care se executa cu buldozerul, eventual cu lama inclinata (Angledozer). Treptele se executa cu o inaltime de cca 30 cm si executia lor incepe cu treapta cea mai de jos. latimea treptelor de infratiere este de 0,70 m dar latimea a fost astfel aleasa incat sa permita, dupa realizarea stratului de umplutura respectiv, compactarea cu T.P.O.
– compactarea cu tavalug picior de oaie,
– acoperta cu draglina a stratului vegetal pe taluzele digurilor si cu buldozerul in groapa de imprumut.
CAPITOLUL 6: OPTIMIZAREA REGULAMENTULUI DE EXPLOATAREA LA APELE MARI
Lucrarile hidrotehnice executate in b.h. Ier, lucrari de regularizare si indiguire precum si lucrari de desecare au condus la cresterea valorii debitului maxim perâul Ier si in sectiunea de frontiera. In consecinta, conditia impusa prin “Convertirea asupra regimului apelor de forntiera” incheiata cu Ungaria de mentinere a nivelurilor in sectiunea de frrontiera la asigurarea de 1% sub valoarea de 101,73 m M.B., ceea ce corespunde pe cheia limnimetrica unui debit de 100 m3/s, nu mai putea fi respectata. S-a pus problema optimizarii Regulamentului de exploatare la apele mari a descarcatorilor de la barajul Adrid corelat cu evacuarea controlata prin pomparea apelor rezultate din reteaua de drenaj.
Pentru aceasta au fost necesare calcule hidraulice de miscare nepermanenta a apei privind compunerea si propagarea undelor de viitura in lungul apelor râului Ier. Calculele au fost efectuate cu un program scris in limbajul Fortran in baza algoritmului prezentat in capitolul 4.2.
Tararea modelului matematic a fost efectuata prin simularea compunerii si propagarii componentelor cu asigurarile de 5% si 1% ale hidrografelor undelor de viitura pe râul Ier si pe afluentii acestuia precum si a volumelor de apa provenite de pe restul suprafetelor b.h. necontrolate de acestia.
Ipotezele caracteristicile de formare a scurgerilor in bazinul hidrografic Ier, determinarea hidrografului cu asugurarea de 1% in sectiunea de frontiera precum si determinarea componentelor in sectiunea amonte Andrid si in sectiunile de confluenta cu vaile afluente au facut obiectul studiului hidrologic elaborat in Institutul de Cercetari Hidrotehnice – Bucuresti.
In figura 2 sunt prezentate hidrograful local cu asigurarea de 1% in sectiunea Andrid precum si componentele cu asigurarea de 1% si 5% corespunzatoare sectiunii Andrid ale hidrografelor corespunzatoare asigurarii de 1% si 5% in sectiunea de frontiera.
In figurile 3,4 5 6 si 7 sunt prezentate hidrografele pe vaile afluente si componentele rest bazin din hidrograful cu asigurarea de 1% in sectiunea de frontiera.
In figura 8 sunt prezentate rezultatele calcuklelor de compunere si propagare a acestor unde de viitura precum si hidrograful cu asigurarea de 1% in sectiunea de frontiera. Se observa ca debitul maxim in aceasta sectiune depaseste 200 m3/s, respectiv conditia din “Conventia asupra apelor de frontiera” incheiata cu Ungaria nu este respectata.
Modelul matematic astfel tratat a fost utilizat pentru optimizarea Regulamentului de exploatare a lucrarilor hidrotehnice din b.h. al râului Ier in vederea indeplinirii prevederilor Conventiei si totodata pentru evitarea stagnarii apei pe terenurile agricole din incintele exterioare digurilor mai mult de 4 zile pentru a nu fi compromise culturile din zona.
Au fost simulate mai multe scenarii de manevra a stavilelor la barajul Andrid precum si la barajele Galospetreu si Simian. Ca date de baza au fost utilizate urmatoarele:
hidrografele undelor de viitura cu asigurarile de 1% si 5% pe râul Ier in sectiunea amente de acululare Andrid si pe afluentii râului Ier, determinate in ipoteza ploii generale pe tot bazinul hidrografic (strat uniform scurs) (figurile 2-7, 9, 10);
cheile golirilor de fund ale barajului Andrid (fig. 12);
curba volumelor acumularii Andrid (fig. 11);
curba volumelor acumularii Galospetreu (fig. 13);
curbele de functionare a golirii de fund si a descarcatorilor de suprafata ale barajului Galospetreu (figura 14 si 15).
curba volumelor acumularii Simian (fig. 16);
curba de functionare a golirii de fund si a descarcatorilor de suprafata ale acumulrii Simian (figurile 17 si 18).
Au fost efectuate calculele de atenuare a undelor de viitura in acumularile Andrid, Galospetreu si Simian in diverse scenarii de manevrare a descarcatorilor de ape mari. Pentru ilustrare, in figura 19 este prezentata atenuarea hidrografului cu asigurarea de 1% local in sectiunea Andrid.
Potrivit Regulamentului de exploatere initial:
golirea din mijloc se mentine deschisa in permanenta;
când nivelul apei in lac depaseste cota de 112,50 se deschid pe jumatate golirile laterale;
când nivelul apei in lac depasestecota de 114,40 se ridica complet o stavila laterala;
daca nivelul apei in lac continua sa creasca, respectiv depaseste cota 114,50, se deschide complet si cea de a treia stavila.
Hidrograful defluent astfel rezultat a fost compus hidraulic cu componentele cu asigurarea de 5% ale restului bazunului. La aceasta asigurare, stavilele acumularilor Galospetreu si Simian sunt complet inchise intrucât volumul viiturilor componente cu asigurarea de 5% este retinut complet in acumularile respective.
De asemenea, pe timpul viiturii a fost intrerupta functionarea statiilor de pompare. In aceste conditii debitul in sectiunea de frontiera atinge valoarea de 93 m3/s.
Acest mod de exploatare aplicat in conditiile ploii generale cu asigurarea de 1% pe tot b.h. nu mai asigura conditia de debit in sectiunea de frontiera si prin nefunctionarea statiilor de pompare pe timpul viiturii, productia agricola era compromisa.
Au fost incercate mai multe variante de manevra a descarcatorilor de la barajele acumularilor astfel incât dezideratul propus sa fie realizat cu un regulament cât mai simplu si in acelasi timp, sigur.
In figura 21 este prezentata atenuarea undelor de viitura in acumularea Andrid in ipoteza ploii generale cu asigurarea de 1% pe tot bazunul hidrografic in varianta optima de regulament de exploatare.
cele trei compartimente ale golirii de fund ale barajului Andrid sunt deschise permanent;
golirile de fund ale acumularilor Galospetreu si Simian sunt de asemenea deschise in permanenta;
statiile de pompare din reteaua de desecare sunt in stare de functionare;
daca nivelul inregistrat in sectiunea de frontiera atinge valoarea de 101,00 m (debitele depasesc 70 m3/s) compartimentele laterale ale golirii de la barajul Andrid se inchid la jumatate, efectuarea viiturii facându-se prin 1+21/2 goliri;
daca nivelul de frontiera creste in continuare atingând valoarea 101,40m (debitul depaseste 85 m3/s) compartimentele laterale se inchid complet, evacuarea facându-se printr-o singura golire de fund;
daca nivelul apei de frontiera descreste ajungând sub valoarea de 101,00 m se deschid compartimentele laterale ale golirilor de fund de la barajul Andrid;
daca nivelul in acumularea Andrid depaseste cota de 115,00 m (viitura are o asigurare cifric mai mica de 1%) se deschid complet compartimentele laterale si se intrerupe functionarea statiilor de pompare.
In figura 22 sunt prezentate rezultatele calculelor de compunere hidraulica a componentei hidrografului cu asigurarea de 1% in sectiunea Andrid atenuata in acumulare potrivit Regulamentului prezentat mai sus si a componentei cu asigurarea de m1% pe rest bazin.
Acest mod de exploatare permite tranzitarea viiturilor fara ca nivelul impus in sectiunea defrontiera sa fie depasit.
De asemenea, statiile de pompare din reteaua de desecare functionaeza timp de patru zile inainte ca vârful viiturii de la Andrid sa ajunga in sectiunea de frontiera.
CAPITOLUL 7 : METODA DE PREDICTIE A DEBITULUI MAXIM LA FRONTIER|
Amenajarile hidrotehnice si hidroameliorative din bazinul hidrografic al râului Ier au fost executate in scopul valorificarii maximale a terenurilor agricole din zona si al apararii impotriva inundatiilor a localitatilor si constau din:
drenaje si desecari pe o suprafata de cca 74,122 ha;
indiguiri si regularizari ale albiilor râului Ier si albiilor princuipalilor afluenti pe sectoare cu o lungime de cca 194 km;
acumulari de apa pe râul Ier la Andrid si pe râurile Rat la Galospetreu si Simian la Simian.
Regimul hidrologic amenajat al râului Ier a facut obiectul unor calcule hidraulice de simulare numerica a compunerii viiturilor caracteristice de calcul cu asigurarea de 1% si 5%.
Problema principala care s-a pus a constat in stabilirea posibilitatilor de mentinere a nivelului, in sectiunea de frontiera, la asigutarea de 1%, sub valoarea de 101,73 m M.B., ceea ce corespunde unui debit de 100 m3/s pe cheia limnimetrica. Au fost simulate numeroase scenarii de viitura si de manevrare a stavilelor la barajul Andrid, precum si la barajele Galospetreu si Similan. Ca urmare a acestor calcule a fost conceput un regulament de exploatare a lucrarilor hidrotehnice din bazinul hidrografic al râului Ier care sa asigure respectarea conditiei din “Conventia cu privire la regimul apelor de frontiera”, incheiata cu Ungaria, prezentat in capitolul 6.
Calculele hidraulice au fost ehectuate pe undele de viitura caracteristice, dinainte cunoscute. In exploatare, la nivelul actual de prognoza, nu se poate cunoaste cu anticipatie ce forma, volum si debit maxim va avea unda de viitura in momentul aparitiei acesteia. Din acest motiv, si tinând cont si de complexitatea problemelor ridicate de exploatarea la ape mari a lucrarilor hidrotehnice din bazinul Ier, am considerat necesara simularea numerica a compunerii si propagarii altor tipuri de viituri inclusiv viiturii reale. Anul cu cele mai mari viituri observate este anul 1980 (figura 23), in doua perioade, dinamica fiind aceeasi, cu gradient de descrestere a intensitatii stratului scazut pe directia N NE – S SV. DE asemenea, au fost efectuate calcule hidraulice pentru diverse scenarii de formare a viiturilor in bazinul Ier variind volumul si durata totala a acestora. Având in vedere rezultatele obtinute se considera rational ca problema explorarii la ape mari a lucrarilor hidrotehnice si hidroameliorative din bazunul hidrografic al râului Ier sa fie analizata pentru doua etape:
etapa actuala si de perspectiva imediata, si
etapa de perspectiva indepartata
In etapa actuala si de perspectiva imediata se mentine regulamentul de exploatare prezentat in capitolul anterior dat, in urma calculelor efectuate intr-un centru dispecer pe baza datelor hidrologice masurate in timpul viiturii, manevrele la evacuatorii barajelor Andrid, Galospetreu si Simian pot fi bine fundamentate.
In etapa de perspectiva indepartata, când reteaua pluviometrica si hidrometrica a bazinului Ier va fi completata corespunzator, prognoza si controlul evolutiei viiturii vor fi efectuate cu un grad mare de precizie.
In continuare ma voi referi numai la etapa actuala de perspectiva imediata prezentând o metoda de predictie a debitelor ce se realizeaza in sectiunea de frontiera in timpul unei viituri.
Se considera ca aportul versantilor si al afluentilor este concentrat in sectiunile de confluenta a vailor Rat si Simian.
Prin calcule hidraulice au fost determinati timpii de propagare a undelor de debit pe tronsoanele:
Andrid – frontiera: tAF= 27 ore;
Galospetreu (confluenta) – frontiera:tGT = 22 ore;
Simian (confluenta )- frontiera: tSF = 8 ore.
Metoda aproximativa de predictie a debitelor de frontiera se bazeaza pe faptul ca ponderea mare o are debitul defluent de la acumularea Andrid, precum si pe faptul ca plusul de debite pe afluentii râului Ier, in aval de Adrid, poate fi cunoscut prin masuratori si corelatii.
Calculele de predictie se desfasoara pe baza graficului prezentat in figura 24. Pe coordonata sa este figurat debitul iar pe abscisa (timpul tAndrid masurat de un observator plasat in punctul dispecer de la acumularea Andrid. Sunt figurate de asemenea axele timpului pentru pentru observatorii plasati in sectiunile de confluenta Rat si Simian precum si in sectiunea de frontiera, cu un decalaj de 5 ore (tGalospetreu), 19 ore (tSimian) si respectiv 27 ore (tFrontiera).
Debitele masurate in posturile hidrometrice de exploatare sau determinate prin carelatii se reprezinta pe graficul din figura 24 chiar in timpul viiturii dupa cum urmeaza:
debitul efluent cunoscut la acumularea Andrid raportat la scara timpului tAndrid;
debitul insumat al vaii Rat si al afluentilor Zimoias si Vasad masurat la confluenta cu râul Ier a vaii Rat, raportat la scara timpului tGalospetreu ;
debitul insumat al vtii Simian cu debitul canalului antitanc (obtinut prin corelatii), raportat la scara timpului tSimian
debitul in sectiunea de frontiera la scara timpului tFrontiera
Pentru exemplificare am folosit datele viiturii din iunie 1980. Sa presupunem ca ne aflam in data de 25 iunie ora 12.
Debitul defluent la acumularea Andrid este QAndrid = 46,2m 3/s (punctul A pe grafic).
Debitul afluent in sectiunea de confluenta cu valea Rat la acelasi moment (25iunie,ora 12)este QGalospetreu = 15,5m3/s (punctul G1pe grafic) si debitul afluent in sectiunea de confluenta cu valea Simian (tot la 25 iunie, ora 12) este QSimian = 24 m3/s (punctul S1 pe grafic). Debitul in sectiunea de frontiera QFrontiera= 52,5 m3/s (punctul F1 pe grafic, de asemenea la 25 iunie, ora 12).
}inând cont de tendinta evolutiei viiturii pe afluenti ai râului Ier extrapolam componenta Galospetreu pe un interval de 5 ore si componenta Simian pe un interval de 19 ore, pâna la verticala care treve prin punctul A. Aceste valori reprezinta timpii necesari undei de debit pentru a parcurge distanta distanta de la Adrid pâna in sectiunea de confluenta cu vaile Rat si Similan. Se gasesc astfel debitele QGalospetreu = 13 m3/s (punctul G de pe grafic) si QSimian = 25,5 m3/s (punctul S pe grafic). Punctele S si G, fiind extrapolate, pot avea si alte pozitii pe verticala punctului A dar aceste pozitii nu pot fi mult diferite.
Segmentele OG, OS si OA se insumeaza valoarea debitului precis in sectiunea de frontiera QFrontiera= 84,7 m3/s (punctul F pe grafic). Aceasta valoare se va realiza pe data de 26 iunie la ora 15, se citeste pe scara timpului tFrontiera si este cunoscuta cu anticipatie de 27 ore. Prin calculul exact de simulare a viiturii din iunie 1980, debitul in sectiunea de frontiera la 26 iunie a rezultat Q = 85,6 m3/s, deci foarte apropiat de valoarea prescrisa prin procedeul prezentat.
Intrucât in prezent se dispune numai de date hidrologice calculate pe afluentii râului Ier din aval de acumularea Andrid pentru viitura din iunie 1980, corelatiile din figurile 25 si 26 au fost construite pe baza acestor date si nu prin masuratori cum se prevede pentru viitor.
Metoda de predilectie propusa se bazeaza pe faptul ca la confluenta vailor Simian si Rat cu valea râului Ier exista posturi hidrometrice de exploatare, iar la confluenta canalului antitanc cu râul Ier un port hidrometric de corelare. Aceste posturi sunt amplasate in secsiuni neinfluentate de remuul de pe râul Ier.
Pentru Rat si afluentii aferenti se face o extrapolere a hidrografului debitului pe câteva ore (4-5 ore); pentru Simian si canalul antitanc se extrapoleaza hidrograful debitelor pe o durata de cca 19-20 ore.Aceasta extrapolare, pentru a fi cât mai exacta, are neaparat nevoie de date privind evoltia precipitatiilor in zona, in cursul zilei urmatoare, pentru care se determina debitul total la frontiera.
Pentru exemplificare, in figura 25 se prezinta corelatia intre precipitatiile la posturi pluviometrice si debite lichide in sectiuni caracteristice pentru viitura din 1980, corelatii care pun in evidenta tendinta de crestere sau descrestere a debitelor lichide.
Pentru etapa actuala si de perspectiva imediata reteaua de posturi meteorologice si hidrologice se va completa dupa cum urmeaza:
se va infiinta o statie meteorologica in apropierea centrului dispecer (de preferat ib zona Andrid), echipata cu pluviografe si cu aparatura necesara prognozarii precipitatiilor cu anticipatie de 2-3 zile;
in plus fata de cele trei posturi hidrometrice existente se vor infiinta posturi hidrometrice de exploatare pe afluentii principali ai râului Ier, in afara zonei de remuu;
pe râul Ier , la intrarea in acumularea Andrid, la iesirea din acumularea Andrid si la frontiera;
pe râul Rat si pe râul Simian in apropiere de confluenta cu raul Ier;
la aceste posturi hidrometrice se vor stabili chei limnimetrice si pe baza de masuratori de niveluri se vor determina debitele de apa.
posturi hidrometrice de corelare a debitelor la posturile hidrometrice de exploatare cu debitele pe restul afluentilor. Posturile hidrometrice de corelare se vor amplasa in amonte de acumularea Andrid pe vaile Santau, Tiream, Chechet si Cubic corelate cu debitele masurate in postul hidrometric de exploatare de la intrarea in acumulare. In aval de Andrid se va amplasa un post hidrometric pe canalul antitanc pentru corelarea cu debitele masurate in postul hidrometric de exploatare de pe valea Simian.
La posturile hidrometrice de corelare se vor efectua observatii pe cel putin un an reprezentativ, in vederea stabilirii corelatiilor respective, dupa care masuratori permanente se vor efectua numai in posturile de exploatare.
Aceste corelatii se vor extinde sub forma de corelatii multiple luand in considerare si precipitatiile inregistrate in posturile meteorologice.
se va infiinta un centru dispecer, de preferinta in zona Andrid care va colecta datele cu privire la debitele din posturile hidrometrice de exploatare si va efectua calculele de prelucrare necesare in vederea operatiei de predictie. Tot la acest centru se vor lua decizii pe baza operatiei de predictie referitoare la manevrarea stavilelor la baraje (in principal la barajul Andrid) si eventual la pornirea si opirea exceptionala (in afara programului automatizat) a statiilor de pompare. In mod normal stavilele descarcatorilor de ape de la barajele acumularilor Andrid, Galospetreu si Simian se mentin deschise.
Predictia implica:
date cu certitudine ridicata;
efectuarea de calcule care conduc la solutii unice sau foarte apropiate, compatibile cu posibilitatile pe care le ofera amenajarile hidrotehnice;
durata de anticipatie de cca 27 ore, apropiata de timpul de parcurgere a undei de debit a distantei Andrid-frontiera.
In conditiile in care debitul prezis la frontiera pentru a doua zi( cu 27 ore anticipatie) depaseste 100 m3/s(inclusiv debitele pompate la statiile de pompare) se iau decizii de inchidere partiala a stavilelor, astfel incat sa se respecte conditia la frontiera( sau se opresc si statiile de pompare).
CAPITOLUL 8: M|SURI DE PROTEC}IA MUNCII
Executantul lucrarilor de terasamente are obligatia sa se respecte urmatoarele norme si prescriptii de protectia muncii: NORME REPUBLICANE DE PROTEC}IA MUNCII editat de Ministerul Muncii si Ministerul Sanatatii:
“Indrumatorul proiectantului de imbunatatiri funciare cu privire la masurile tehnice de securitatea muncii”, 1971;
“Normativ republican pentru proiectarea si executarea constructiilor din punct de vedere al prevederii incendiilor (NPC I/1972) aprobat de M.I., M.C.Ind si CSEAL, cu ordinul nr.90/19.01.1972, publicat si in Buletinul Constructtilor nr.3/1974;
Biroul sau responsabilul de protectia muncii de pe santier are obligatia sa faca intregului personal muncitor un instructaj general si specific sectorului unde lucreaza privitor la masurile de protectia muncii. Fisele de instructaj pentru protectia muncii vor fi reactualizate lunar conform normelor in vigoare mai sus mentionate.
La executarea tituror sapaturilor, inclusiv a celor din cariera si balastiere, prin procedee de sapare manuala, mecanica sau explozii, se vor prevedea urmatoarele conditii minime de protectia muncii:
nu va fi permisa formarea pe taluzuri a iesindurilor in consola.
starea de echilibru a terenului si a sustinerii va fi tinuta permanent sub supraveghere;
vor fi indepartate de pe taluzuri bucatile de roca desprinse sau cele care tind sa se desprinda si sa cada;
angajatii vor fi dotati cu echipamente de protectie necesare executarii lucrarilor in conditii de securitate;
asigurarea cu mijloace necesare unei evacuari rapide infiltratiilor de apa;
Sapaturile in apropierea carora se circula vor fi marcate vizibil si amenajate cu mijloace de protectie adecvate pentru prevenirea caderii mijloacelor de transport sau a persoanelor in ele. In timpul noptii, acestea vor fi prevazute cu inscriptii luminoase sau felinare avertizoare.
Pentru executarea sapaturilor nesprijinite se va respecta taluzul sapaturilor de fundatii indicat de proiectele de executie ce a fost stabilit in functie de unghiul taluzului natural al terenului.
In tot timpul cât sapaturile ramân descoperite, conducatorul tehnic trebuie sa cerceteze starea taluzurilor si sa respecte cu strictete indicatia data de proiectant. In cazul in care se observa aparitia crapaturilor paralele cu marginea superioara se vor lua masuri de consolidare si de evitare a surparii.
Numai dupa ce consolidarea s-a facut si pericolul a fost inlaturat, lucratorii vor putea reincepe operatia de sapare.
Se va da o atentie deosebita sapaturilor manuale executate pe versanti; pentru evitarea accidentelor, la desprinderea pamantului in vale, zonele de lucru vor fi semnalizate vizibil cu panouri care sa impiedice stationarea sau trecerea necontrolata a muncitorilor sub locurile in care se executa sapaturi pe versanti.
Exploatarea carierei trebuie sa se faca in trepte cu taluzuri naturale. Pentru a evita accidentele, personalul tehnic al carierei va controla locul de exploatare cel putin inainte de inceperea si dupa terminarea lucrarilor pentru fiecare schimb in parte.
Acest control se va efectua mai des in perioada timpului ploios si friguros. Exploatarea treptelor concomitent, una deasupra alteia, este interzisa.
Exploatarea malurilor trebuie facuta de sus in jos in mod continuu, fiind interzisa saparea de goluri la baza malului, iar latimea platformelor treptelor in cariere se indica a fi minimum 10m.
Pe timpul noptii, treptele de exploatare (banchetele frontului de lucru, drumurile pentru vehicule si trecerile pentru oameni la cariera) trebuie sa fie luminate.
La ececutarea lucrarilor pe timp friguros este necesar a se lua masuri pentru a lua masuri pentru asigurarea unor conditii optime de lucru a muncitorilor, astfel ca productia sa sa poata desfasura in bune conditiui, obtinându-se si o productivitatemarita prin masurile de protectia muncii, prevenindu-se posibilitatea producerii accidentelor de munca si a imbolnavirilor profesionale.
Accidentele specifice care se provduc la lucrarile ce se executa iarna sunt datorate in general, urmatoarele cauze:
alunecari de pe scari, locuri in panta, pe teren umed si inghetat;
accidentari cu ocazia sapaturilor in pamânt inghetat
Se vor lua masuri pentru evitarea acestor situatii.
Cale de acces spre locurile de munca si in toate zonele de lucru unde exista pericole de surpari sau alunecari, de atingere a firelor electrice sub tensiune, de treceri peste apa – sa fie asigurate cu ingradiri, podete, balustrade de protectie, dupacaz, prevazute cu sageti indicatoare, panouri avertizoare si afisaje sugestive de protectie a muncii care sa tenueze asupra pericolului de accidentare si asupra modului in care pot fi evitate.
Locurile de trecere trebuie curatate de noroi, zapada, resturi de materiale si va fi presata iarba cu nisip, cenusa, zgura, rumegus, sare, etc.
Instalarea utilajelor prevazute in proiectele de executie (draglina, buldozer, tractoare) se vor face astfel incât sa nu permita deplasari necomandate ale utilajelor in timpul functionarii;
Amplasarea utilajului trebuie astfel realizata incât sa se asigure o stabilitate cât mai buna.
Utilajele de constructii mobile vor fi deplasate numai pe terenuri care sa le asigure stabilitate si sa nu provoace rasturnari sau afundari.
Fiecare utilaj nou instalat va fi verificat daca a fost asamblat corect si rezistent aopi se va face incercarea de functionare mai intâi gol si apoi in sarcina, incheindu-se procese verbale de dare in functiune.
Punerea in functiune si in lucru a utilajelor defecte este interzisa, orice utilaj va avea dispozitivul d pornire sau oprire, cuplarea sau decuplarea sa accidentala.
Se interzuce orice fel de reparatie, curatire sau ungere manuala a elementelor in miscare in timpul functionarii lor. Curatirea, ungerea si repararea utilajelor este permisa numai atunci când utilajul este scos din functiune, comenzile sunt blocate si prevazute cu panouri avertizoare de interzicere a punerii in functiune pe timpul cât se lucreaza la intretinere sau exploatare.
Se ca respecta cu strictete ca pentru deservirea utilajelor de constructii sa fie admisi numai lucratorii calificati profesional pentru utilajul respectiv, care sa cunoasca perfect normele de tehnica securitatii muncii referitoare la utilajul ce-l deservesc.
Privitor la securitatea circulatiei se mentioneaza urmatoarele:
sectorul de lucru va fi semnalizat din ambele directii cu tabele indicatoare pentru circulatie de drumuri;
in mod oblibatoriu se vor monta câte un semnal triunghiular pentru indicarea santierului si un semnal rotund de restrictie de viteza (viteza minima 5-10 km/h , viteza maxima 40km/h);
punctele de lucru pe sosea vor fi incadrate cu bariere de lemn vopsite alb sau rosu:
când pe sosea se lucreaza pe jumatate la ambele capete, vor fi postati piloti cu fanioane si felinare noaptea pentru dirijarea circulatiei;
când soseaua este inchisa cu bariere, se vor fixa pe ele – ziua plancarde cu inscrisul STOP iar noaptea, felinarul rosu.
Aprovizionarea cu materiale pe sosea se va face numai pe o parte a platformei si cât mai in margine pentru ca platforma soselei sa ramâna cât mai libera.
La punctele de lucru cu durata mai mare se vor instala doua posturi contra intemperiilor, iar in locurile unde se executa poduri sau podete se vor lua masuri speciale de semnalizare pentru marcarea punctelor periculoase.
In cazul ivirii unor situatii speciale ce vor necesita masuri deosebite ce nu sunt cuprinse in norme, executantul are obligatia de a lua toate masurile de prevedere pentru asigurarea celor mai bune conditii de lucru.
Masuri P.C.I.
Pentru prevenirea incendiilor se vor luatoate masurile prevazute de normative si echiparea locurilor de munca cu panouri inzestrate cu toate sculele necesare, inclusiv extinctoare. Executantul va avea grija sa fie luminate cu lampi fixe cel putin punctele de lucru si caile principale de transport.
B I B L I O G R A F I E
Hancu S. s.a. – “Hidraulica aplicata”, Ed. Tehnica, Bucuresti 1985
Hancu S. – “Hidraulica”, curs litografiat
Nicolau C. si Gazdaru A – “Mecanizarea si tehnologia lucrarilor de imbunatatiri funciare”, E.D.P., Bucuresti 1981
Nicolau C. si Gazdaru A. – “Organizarea, conducerea si eficienta lucrarilor de imbunatatiri funciare”. Ed. Ceres, Bucuresti 1979
Priscu R. – “Constructii hidrotehnice”, E.D.P., Bucuresti 1974
Chiriac V. Filotti A. Manoliu I. – “Prevenirea si combaterea inundatiilor”, Ed. Ceres, Bucuresti 1980
Trofin E. – “Hidraulica si Hidrologie”, E.D.P., Bucuresti 1974
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: . Analiza Lucrarilor de Imbunatatiri Funciare Exitente In Valea Ier (ID: 131564)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.