Embed Size (px)
Citation preview
UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢII BUCUREŞTI
FACULTATEA DE HIDROTEHNICĂ
CHIHAIA D. Rareș –Andrei
Soluții inovative utilizate pentru amenajarea de microhidrocentrale cu impact redus asupra mediului
REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT
Conducător științific ,
Prof.Dr.Ing. Dan STEMATIU
2015
Cuvânt înainte
Doresc să îmi exprim întreaga recunoştinţă şi deosebita considerație domnului profesor
universitar doctor inginer Dan Stematiu, conducătorul ştiinţific al tezei de doctorat, pentru încrederea
și sprijinul permanent acordat pe parcursul elaborării acestei lucrări.
De asemenea, țin să le mulţumesc profesorilor, specialiştilor şi colegilor din Departamentul de
Inginerie Hidrotehnică a Facultății de Hidrotehnică din cadrul Universității Tehnice de Construcții
București pentru sugestiile utile și aprecierile acordate pe parcursul susținerii rapoartelor de
cercetare.
În egală măsură, vreau să adresez mulțumiri domnului Director General al Institutului
Național de Cercetare Dezvoltare în Inginerie Electrică ICPE-CA, Prof.Dr.Wilhelm Kappel și
domnului Dr.Ing. Sergiu Nicolaie pentru susținerea permanentă, îndrumarea și încrederea acordată,
atât pe parcursul elaborării tezei, cât şi în activitatea mea profesională. De asemenea, țin să le
mulțumesc colegilor din Departamentul Eficiența în Conversia și Consumul de Energie din cadrul
INCDIE ICPE-CA pentru înțelegerea de care au dat dovadă pe parcursul elaborării tezei și pentru
sprijinul acordat la realizarea modelului experimental.
Pe această cale, aș dori să mulțumesc și familiei mele pentru susținere, încurajări constante și
pentru suportul moral oferit în general și îndeosebi pe parcursul pregătirii acestei teze.
Nu în ultimul rând, aș dori ca prin această contribuție în domeniul prizelor de apă să aduc un
omagiu regretatului inginer Corneliu Mălăncioiu, care m-a îndrumat și inițiat în domeniul
hidrotehnicii. Această lucrare reprezintă o dovadă în plus că ideile și soluțiile sale sunt și vor fi de
actualitate, stând mărturie pasiunii, devotamentului și perseverenței de care a dat dovadă întreaga
viață.
Autorul
* * *
1
CUPRINS :
Capitolul 1. Introducere ................................................................................................ 3
1.1. Tematica tezei ........................................................................................................... 3
1.2. Considerații generale ................................................................................................ 4
Capitolul 2. Prize de apă ................................................................................................ 8
2.1. Generalități ................................................................................................................ 8
2.2. Probleme generale ale hidraulicii prizelor din râuri .................................................. 12
2.3. Prize tiroleze - Funcționare, caracteristici ................................................................. 14
2.3.1. Considerații generale privind prizele tiroleze .............................................. 14
2.3.2. Calculul prizelor tiroleze ..............................................................................17
Capitolul 3. Comportarea în exploatare a prizelor de apă la regimuri termice
severe pe timp de iarnă ........................................................................... 21
3.1. Regimul de iarnă al râurilor ..................................................................................... 21
3.1.1. Variaţia temperaturii apei .......................................................................... 25
3.1.2. Procesul formării gheţii în râuri ................................................................. 26
3.1.3. Îngheţul complet al râurilor ....................................................................... 28
3.1.4. Dezgheţul râurilor ...................................................................................... 30
3.2. Exploatarea prizelor de apă în regim de iarnă .......................................................... 31
Capitolul 4. Comportarea în exploatare a prizelor de apă în regim de ape mari .... 34
4.1. Regimul torenţial ...................................................................................................... 34
4.1.1. Bazinul hidrografic torenţial ....................................................................... 34
4.1.2. Procese torenţiale ........................................................................................ 36
4.1.3. Noțiuni de hidrologie cu privire la apele mari ............................................ 39
4.2. Descrierea fenomenelor apărute în timpul exploatării .............................................. 41
4.3. Cauzele, efectele și consecinţele problemelor survenite ............................................ 44
4.4. Soluții propuse pentru remedierea problemelor apărute ............................................ 47
Capitolul 5. Transportul debitului solid ...................................................................... 49
5.1. Generalităţi privind mişcarea aluviunilor .................................................................. 49
5.2. Capacitatea de transport a aluviunilor ....................................................................... 53
5.3. Presiunea apei cu aluviuni ......................................................................................... 54
5.4. Prevenirea colmatării biefurilor amonte şi regularizarea în dreptul prizelor ............. 55
5.5. Deznisipatoare .......................................................................................................... 57
5.5.1. Analiza calitativă a proceselor de sedimentare ........................................... 57
5.5.2. Criterii de adoptare și dimensionare a deznisipatorilor .............................. 58
2
Capitolul 6. Accesul apei în prize – Elemente de filtrare ............................................ 60
6.1. Grătare clasice pentru prizele de apă ......................................................................... 60
6.2. Sisteme moderne de captare şi filtrare a apei
cu impact redus asupra faunei piscicole ...................................................................... 64
6.3. Grătare Coandă ......................................................................................................... 75
6.3.1. Elemente de proiectare, funcționare,caracteristici ............................................ 75
6.3.2. Performanțele unui grătar Coandă în situația utilizării
la captările secundare Draxin/Cascoe – Studiu de caz .......................................... 84
6.3.2.1. Situaţia existentă la captările secundare Draxin şi Cascoe ..................... 84
6.3.2.2. Determinarea parametrilor de proiectare optimă folosind
aplicația Coandă-Effect Screen Analysis Software ................................... 86
Capitolul 7. Considerații generale cu privire la prizele ecologice
pentru albiile rapide ale râurilor de munte .................................................................. 91
7.1. Caracteristici specifice ............................................................................................... 91
7.2. Analiza rezultatelor obținute în etapa testării ca pilot demonstrativ ........................ 95
Capitolul 8. Realizarea modelului la scară de priză ecologică și
analiza criteriilor de similitudine între model și prototip .......................................... 97
8.1 Criterii de similitudine utilizate ................................................................................. 97
8.2. Proiectarea prototipului prizei de apă ........................................................................ 99
8.3. Proiectarea și realizarea modelului la scară redusă a prizei de apă ........................... 110
Capitolul 9. Analiza datelor și interpretarea rezultatelor obținute
pe modelul la scară redusă ............................................................................................. 114
Capitolul 10. Concluzii generale , contribuții originale, perspective de cercetare
10.1. Concluzii generale ................................................................................................... 123
10.2. Contribuții originale ................................................................................................ 128
10.3. Perspective de cercetare .......................................................................................... 129
Bibliografie ...................................................................................................................... 129
3
Capitolul 1. Introducere
1.1. Tematica tezei
Lucrarea de doctorat se încadrează în domeniul de doctorat Inginerie Civilă, specializarea
Construcții hidrotehnice din cadrul Facultății de Hidrotehnică, Universitatea Tehnică de Construcţii
Bucureşti. Tematica lucrării este de actualitate și se referă la Soluții inovative utilizate pentru
amenajarea de microhidrocentrale cu impact redus asupra mediului. În cadrul tezei este vizată în
principal, problematica prizelor de apă pentru râurile de munte și identificarea de soluții eficiente
pentru captarea apei, indiferent de regimul debitelor. Provocările suplimentare aferente domeniului
abordat constă în proiectarea unor astfel de amenajări pe firul apei care să asigure atât necesarul de apă
al folosinței cât și condițiile ecologice ale râului.
În ultima perioadă, râurile au suferit profunde transformări în vederea utilizării funcţiilor
acestora pentru dezvoltarea activităţilor economico-sociale, prin utilizarea apelor curgătoare în scopul
producerii de energie electrică sau pentru alimentarea cu apă a populației. Trebuie studiate așadar, toate
cazurile posibile care pot fi întâlnite în natură și identificate mijloacele adecvate prin care utilizarea
resurselor naturale să se facă cu o influență minimă asupra mediului înconjurător.
1.2. Considerații generale
Cerinţele de mediu asupra resurselor de apă sunt definite ca fiind acea cantitate şi calitate de apă
necesară unui ecosistem acvatic în vederea protecţiei şi menţinerii structurii lui, a speciilor dependente.
Dacă ecosistemele sunt cele care au rol crucial în susţinerea vieţii, a bunurilor şi serviciilor legate de
apă de care umanitatea depinde, atunci o anumită cantitate de apă trebuie rezervată şi lor. Ecosistemele
au nevoie de menţinerea unui regim hidrologic care să susţină atât viaţa comunităţilor de plante şi
animale, cât şi procesele ecologice. Regimul hidrologic constituie factorul modelator dominant al
acestor ecosisteme pentru un interval de timp dat. Determinarea cerinţelor de apă pentru un ecosistem
implică identificarea acelor aspecte ale regimului hidrologic natural care sunt cele mai importante
pentru susţinerea trăsăturilor şi a proceselor cheie ale ecosistemului şi precizarea cantităţii minime de
apă necesare pentru susţinerea lui [3].
Directiva Cadru pentru Apă şi Directiva privind Evaluarea şi Managementul Riscului la
Inundaţii promovează un nou concept privind amenajarea râurilor, având printre obiectivele principale
reducerea riscului la inundaţii şi conservarea biodiversităţii mediului acvatic. Este important deci, ca
amenajarea râurilor prin lucrări inginereşti să aibă ca obiectiv menţinerea în timp şi spaţiu a echilibrului
dinamic global al cursurilor de apă cu o influență minimă asupra ecosistemului aferent cursurilor de
apă.
Pe lângă problematica aspectelor legate de mediu pentru care s-au găsit soluții de-a lungul
timpului prin utilizarea scărilor de pești, este important și impactul puternic al mediului înconjurător, ca
răspuns la activitățile antropice, care se reflectă prin diferitele probleme cu care se confruntă MHC-
urile și implicit prizele de apă ale acestora. Soluțiile care privesc prizele de apă ce urmează să fie
identificate și analizate în această lucrare vor ține cont în principal de două aspecte importante:
protecția mediului înconjurător și funcționarea eficientă indiferent de regimul debitelor.
4
Capitolul 2. Prize de apă
2.1. Generalități
Capitolul 2 tratează caracteristicile specifice prizelor de apă în general și aspecte principale
privind hidraulica prizelor de apă din râuri. Tot în acest capitol se prezintă și considerații generale
referitoare la funcționarea și calculul prizelor tiroleze care sunt utilizate în general pentru albiile rapide
ale râurilor de munte.
Exploatarea potenţialului hidraulic al râurilor de munte folosind microhidrocentrale trebuie
făcută în concordanţă cu aspectele ecologice prin integrarea amenajărilor în mediul înconjurător şi
minimizarea oricăror acţiuni cu factor de risc asupra acestuia. Prin tematica abordată în această lucrare
se dorește identificarea soluțiilor inovative privind amenajarea de MHC-uri cu impact redus asupra
mediului, plecând de la elementul principal care are rolul de a asigura debitul necesar turbinei
hidraulice și anume priza de apă.
2.2. Probleme generale ale hidraulicii prizelor din râuri
Concepţia prizei de apă urmăreşte să limiteze la maximum pătrunderea în derivaţie a
particulelor solide, târâte, în suspensie sau care plutesc în apă. Cursurile de apă nu sunt elemente statice
ci prezintă fenomene aflate în continuă transformare, aspectul actual al unui curs de apă fiind rezultatul
unor procese îndelungate în care scurgerea și albia se regăsesc într-un echilibru continuu menținut prin
acțiunea proceselor de albie. Fiecare soluţie identificată de-a lungul timpului rezolvă într-o anumită
măsură problemele care intervin în funcţionare, însă doar prin studii amănunţite pe teren pe parcursul
exploatării şi prin încercări în laborator vor putea fi obţinute rezultate relevante care să recomande sau
nu utilizarea unor anumite prize de apă pentru anumite caracteristici ale amplasamentului.
2.3. Prize tiroleze - Funcționare, caracteristici
2.3.1. Considerații generale privind prizele tiroleze
Experienţa amenajării prizelor pe râuri de munte, a condus la două tipuri principale de
construcţii pentru preluarea apei: prize cu grătar de fund, răspândite iniţial în Alpi, în regiunea Tirol,
(de unde şi denumirea de „prize tiroleze”) şi prize prin pile pentru zonele inferioare cu pante mai
reduse. Aplicaţia tipică pentru prizele de apă pe râuri de munte este în primul rând producerea de
energie electrică prin intermediul microhidrocentralelor. Prizele de apă mai pot fi utilizate pe post de
captări secundare folosite pentru preluarea și injectarea apei direct în aducţiunea principală, aşa cum
este cazul amenajărilor Draxin şi Cascoe din ansamblul hidroenergetic Pecineagu-Clăbucet.
2.3.2. Calculul prizelor tiroleze
Pentru stabilirea lungimii grătarului care acoperă priza trebuie determinată capacitatea de
inghițire a acestuia, respectiv relația între debitul specific și lungimea lamei. Practic se adoptă un debit
specific în funcție de lățimea prizei și debitul captat, după care se determină lungimea grătarului.
Se poate asimila curgerea prin grătar ca fiind curgere printr-un orificiu, admițându-se pentru
debitul corespunzător unei lungimi dx relația [7]:
dxghts
sdq 12
(1)
5
unde : μ – coeficient de debit, determinat experimental în funcție de forma barelor, de pantă și de
inălțimea h1 a lamei pe grătar; t – lățimea maximă a unei bare; s – distanța dintre bare.
Se ajunge la o ecuaţie diferenţială a formei suprafeţei libere care nu este integrabilă decât pentru
grătarul orizontal. Pentru grătarele înclinate, integrarea se poate efectua prin diferenţe finite.
Fig. 1 - Notații pentru calculul grătarelor de fund [7]
Faţă de situaţia existentă la majoritatea prizelor tiroleze, se mai pot aduce următoarele îmbunătăţiri:
Panta grătarului să fie de 20% cu o zonă de dirijare a jetului amonte de grătar;
Limitarea distanţei intre bare la 10-15 mm pentru evitarea captării materialelor solide de
dimensiuni mari care determină dificultăţi în spălarea deznisipatoarelor[9].
Calculul prizelor de apă cuprinde şi determinarea pierderilor de sarcină locale care apar pe traseul apei
din albie şi până la folosinţa de apă (la intrare, la stavile, coturi și vane).
Capitolul 3. Comportarea în exploatare a prizelor de apă la regimuri termice
severe pe timp de iarnă
Capitolul 3 vizează aspecte generale privind exploatarea prizelor de apă în regim de iarnă
pornind de la fenomenele caracteristice regimurilor termice severe. Este studiată variația temperaturii
apei și influența acesteia asupra procesului formării gheții în râuri.
Regimul termic al apelor curgătoare este diferit de cel al apelor stătătoare, datorită în principal,
mişcării turbulente a apei şi a adâncimilor relativ reduse. Schimbul de căldură dintre apa râului şi
mediul înconjurător se face prin contactul direct între apă, aer şi albie şi prin radiaţie. Prin evaporare și
prin frecare se produc de asemenea variații în regimul termic al apei râului.
În general, temperatura apei la râurile mici prezintă o inerţie redusă în raport cu temperatura
aerului, în comparație cu perioadele de temperatură pozitivă (valorile extreme fiind totuși atenuate).
Procesul de îngheţ al râurilor începe o dată cu apariţia temperaturilor constante ale aerului sub
0°C şi are ca rezultat generarea unor formaţiuni de gheaţă. Primele formaţiuni de gheaţă ce apar după
răcirea stratului superficial al apei sunt acele de gheaţă, care au aspectul unei pojghiţe subţiri. În
locurile unde viteza râurilor este mai scăzută, simultan cu apariţia acelor de gheaţă poate să se formeze
la maluri o crustă temporară, de forma unei fâşii înguste, aşa-numita gheaţă la mal. În schimb, gheaţa
de fund este constituită din cristale de gheaţă formate pe fundul albiei, în special pe rîurile de munte, pe
diferite corpuri fixe (bolovani, crengi, rădăcini etc.).
6
Analiza fenomenelor complexe ce se produc pe durata temperaturilor scăzute este necesară
pentru stabilirea criteriilor optime de proiectare care să țină cont de formarea podurilor de gheață,
zaiului etc. Astfel de fenomene sunt extrem de periculoase și pot scoate din funcționare prizele de apă
pe o perioadă îndelungată, mai ales că accesul personalului de exploatare este foarte dificil în condiții
de iarnă.
4. Comportarea în exploatare a prizelor de apă în regim de ape mari
Capitolul 4 cuprinde o descriere a fenomenelor apărute la prizele de apă în regim de ape mari
pornind de la cauzele, efectele și consecințele problemelor provocate pe durata viiturilor.
Caracterizarea și analiza acestor fenomene este bazată pe studii de specialitate și pe
documentare și cercetare pe teren în cazul captărilor secundare cu prize tiroleze Draxin și Cascoe din
amenajarea Pecineagu – Clăbucet. Plecând de la problemele specifice regimului torențial se pot
dezvolta sau îmbunătăți soluții performante de prize de apă cu mentenanță redusă.
4.1. Regimul torenţial
Procesul torenţial este format din patru fenomene torenţiale: scurgerea torenţială, eroziunea
torenţială, transportul torenţial şi sedimentarea torenţială. Din cele patru fenomene ale procesului
torenţial, cel mai reprezentativ fenomen este scurgerea torenţială.
Lipsa măsurilor antierozionale şi de amenajare a formaţiunilor torenţiale contribuie la creşterea
torențialității şi a transportului solid. Despăduririle neraţionale şi practicile agricole neadecvate au ca
efect creşterea coeficientulni de scurgere, cu influenţe directe atât asupra volumului cât şi debitului
maxim al viiturii, respectiv a transportului solid.
Pentru cunoașterea exactă a unei viituri sunt necesare o serie de date asupra valorilor debitelor
si volumelor de apă scurse pe albie. Apariţia unei creșteri rapide și însemnate a debitelor, în raport cu
situaţia normală dintr-un râu, este rezultanta interacţiunilor dintre condiţiile de alimentare si cele de
curgere.
4.2. Descrierea fenomenelor apărute în timpul exploatării
Un studiu relevant pentru problematica abordată privind expertizarea captărilor secundare ale
centralelor hidroelectrice din patrimoniul HIDROELECTRICA - S.A în vederea îmbunătăţirii
funcţionării acestora, a fost întocmit în noiembrie 2003 pentru ISPH [23]. Acesta analizează efectele
viiturii din 1999 asupra amenajării hidroenergetice Lotru, și identifică probleme și soluții ce pot fi
utilizate și la alte amenajări hidroenergetice complexe cum sunt cea de pe Someș, Răstolița și Drăgan
Remeți – Munteni. Probleme în funcționare au fost depistate de-a lungul timpului și la captările
secundare Netiș și Bodu din cadrul amenajării hidroenergetice Râul Mare Retezat [24]. În acest caz
principala problemă a fost formarea pungilor de aer pe traseul din puțul vertical până la racordul cu
aducțiunea principală. Măsurătorile efectuate ulterior pe teren au permis diagnosticarea problemelor și
elaborarea de soluții pretabile pentru captările respective, [25],[26].
Conform studiului [23], o primă analiză în problematica prizelor captărilor secundare a fost
iniţiată de ISPH în anul 1988, și a fost urmată de trei studii de retehnologizare în anii 1992, 1996 şi
2001.
7
În decursul exploatării celor câteva sute de captări, au apărut unele disfuncţionalităţi în cazul
apelor mari și foarte mari, precum: colmatări, înfundări, blocaje, intrări de material solid în galerii, cu
consecinţe neplăcute din cauza unor necorelări şi inadvertenţe din proiectul tip.
Pentru ca o captare pe firul apei să funcţioneze bine, este de preferat ca în cele două secţiuni
determinante, de captare şi de restituţie a apei cu turbiditate ridicată, să se respecte profilul natural al
albiei, longitudinal şi transversal. Peste o anumită valoare a debitului de aproximativ de 2,5·Qm, debitul
solid este însemnat și riscă să colmateze complet deznisipatorul.
4.3. Cauzele, efectele și consecinţele problemelor survenite
În cazul râurilor montane, creasta de viitură formată, adună din albie şi poartă mai departe:
resturi vegetale, resturi din activităţile antropice în bazin, aluviuni neconsolidate etc. şi astfel se intră
într-un regim de mare turbiditate. Cauza colmatărilor, blocajelor, acoperirii cu aluviuni pentru
majoritatea prizelor tiroleze supradimensionate este pragul înalt din albie. Acest fapt a fost dovedit de
inspecțiile în urma viiturii din 1999, care a durat 4 ore, de pe ramura sud - pompaj din amenajarea
Lotru. Imagini suprinse mai recent, în urma viiturilor la captările Draxin și Cascoe din amenajarea
Pecineagu – Clăbucet confirmă și ele problemele provocate de viituri. Principalele defecţiuni
funcţionale constatate au fost:
Colmatarea cuvetei şi solicitarea captării la violenţa debitelor solide antrenate de viituri;
Înecarea captării la viituri, trecerea bruscă de la regimul de curgere cu nivel liber la regimul de
curgere sub presiune prin intrarea în galerii a unor debite solide importante.
Fig. 2 - Aspecte surprinse după viitură la captările
secundare Draxin și Cascoe– aval
Fig. 3 - Aspecte surprinse după viitură la captările
secundare Draxin și Cascoe – amonte
4.4. Soluții pentru remedierea problemelor apărute
Captarea secundară se compune din priză tiroleză, decantoare şi camera vanelor de spălare.
Intrarea în orificiul de priză are un grătar cu dimensiunile de 1,6 x 4,22 m2.
8
În literatura de specialitate se recomandă ca
debitul captat pe metru liniar prin asemenea prize să fie
limitat la 0,5 mc/s [9]. Presupunând lichidul ideal și
curgerea peste un deversor cu prag lat pentru care se
neglijează pierderile de sarcină şi distribuţia neuniformă
a vitezelor pe secţiune, se poate utiliza relația (2) pentru
determinarea înălțimii totale a lamei deversante H în
funcție de debitul la intrarea în priză [27].
Fig. 4 –grătarul captării Cascoe
( ) ( ) 232320
5,1i bH705,1g2VHbg32Q =+= (2)
Pentru lungimea frontului de captare b = 1m, se obține H de cca. 0,45 m pentru un debit captat
pe metru liniar de 0,5 m3/s și o lungime a grătarului de 1,6m. Debitul modul reactualizat pentru râul
Cascoe este de 0,348 m3/s. Pentru dimensionarea prizei la acest debit, se poate determina lățimea
grătarului folosind relația (2). Dacă admitem că lungimea grătarului rămâne 1,6 m, şi considerăm
înălţimea H a lamei deversante de cca. 0,45 m, atunci se poate determina lăţimea grătarului în funcţie
de debitele propuse. Având în vedere lățimea grătarului de 4,22 m, rezultă că acesta este dimensionat
pentru un debit Qi = 1,537 m3/s , deci Qi = 4,41·Qm. În cazul captării Cascoe, se consideră debitul
maxim instalat Qi = 2,5·Qm= 0,87 m3/s. Pentru acest debit, conform calculelor, grătarul trebuie să aibă
suprafața de aproximativ 1,6 m x 1,7 m, cu bare de 10-12 mm și lumina redusă de la 40 mm la
maximum 10 mm.
Capitolul 5. Transportul debitului solid
Capitolul 5 prezintă aspecte generale cu privire la transportul debitelor solide, capacitatea de
transport a aluviunilor și presiunea exercitată de acestea asupra construcțiilor hidrotehnice. Sunt
abordate, de asemenea, modalitățile de prevenire a colmatării biefului amonte precum și criteriile de
adoptare și dimensionare a deznisipatorilor.
5.1. Generalităţi privind mişcarea aluviunilor
În general, eroziunea puternică este specifică zonelor de munte şi dealuri iar sedimentarea se
produce preponederent în zona de câmpie. În cazul prizelor de apă construcţia cu rolul decisiv în
separarea sedimentelor de apă limpede o are deznisipatorul.
Cantitatea de materiale erodate, debitul de aluviuni şi coeficientul de efluenţă se diferenţiază
după mecanismele eroziunii. Aluviunile transportate de apă se depun în albii în două situaţii: când forţa
de antrenare a aluviunilor devine zero, sau când albiile sunt barate de lucrări hidrotehnice transversale.
5.2. Capacitatea de transport a aluviunilor
Cunoscând distribuția concentrației și distribuția vitezelor, capacitatea de transport s-ar putea
afla prin integrarea în secțiune a elementelor de debit solid. Se deosebesc două feluri de transport: în
canale fără presiune sau în canale sub presiune fiecare având caracteristici specifice. Procesele de
transport și dispersie a particulelor solide diferă în funcție de tipul curgerii și neceistă caracterizare
separată.
9
5.3. Presiunea apei cu aluviuni
Viiturile torenţiale antrenează particule solide rezultând un fluid bifazic compus din apă şi
aluviuni. Presiunea acestui amestec bifazic se transmite direct asupra lucrărilor hidrotehnice și este
considerabil mai mare decât cea exercitată de apa limpede. De aceea trebuie studiate elementele care o
compun şi mijloacele de determinare având în vedere că amplasarea prizelor de apă tiroleze ce fac
obiectul acestei teme de cercetare se face în zone de munte cu debit solid însemnat pe parcursul
viiturilor.
5.4. Prevenirea colmatării biefurilor amonte şi regularizarea în dreptul prizelor
La prizele de râu cu baraj, o dată cu micşorarea vitezelor în amonte de captare se reduce şi
capacitatea de antrenare a aluviunilor târâte. În consecinţă, pentru a evita colmatarea, este necesar ca la
debite mai mari decât debitul critic, la care începe antrenarea aluviunilor în masă, să se restabilească
capacitatea de transport a acestora. Aceasta se poate asigura la viituri fie prin restabilirea nivelurilor din
situaţia naturală (prin manevrarea corespunzătoare a stavilelor, dacă există), fie prin restabilirea
vitezelor din situaţia naturală, prin îngustarea biefului amonte.
5.5. Deznisipatoare
5.5.1. Analiza calitativă a proceselor de sedimentare într-un deznisipator
Mişcarea în deznisipator are un caracter turbulent și astfel apar curenţi dirijaţi înclinat de la
straturile de jos către cele superioare.
Distribuţia neuniformă pe verticală a aluviunilor conduce la micşorarea înălţimii de cădere a
majorităţii particulelor şi implicit a timpului necesar sedimentării lor. Se produce în acest mod o mărire
a curburii traiectoriei. Rezultă deci că, la un moment dat capacitatea de antrenare va fi egală cu
cantitatea de aluviuni rămasă în secţiune şi o viitoare sedimentare nu va mai avea loc [30].
5.5.2. Criterii de adoptare şi dimensionare pentru deznisipatoare
Criteriile de adoptare și dimensionare sunt determinate în primul rând de folosința deservită de
către priză și apoi de către condiţiile hidrologice şi mineralogice ale suspensiilor precum şi de zona în
care este amplasată priză.
În cazul prizelor energetice un criteriu privind dimensionarea deznisipatorilor este legat de
rezistenţa la abraziune a materialului din care sunt confecţionate turbinele. Pe cursurile superioare,
fracţiunile cu diametru mai mare de 0.25 mm pot reprezenta în anumite perioade până la 50% din
totalul suspensiilor.
Fig. 5 - Elementele geometrice pentru calculul hidraulic al deznisipatorilor [30]
10
Dimensionarea deznisipatorilor orizontali pleacă de la ipoteza că particula solidă de diametru
impus ce urmează a fi reținută, aflată în poziția cea mai defavorabilă la intrarea în zona activă, urmează
să strabată o traiectorie rectilinie pâna la capatul aval al deznisipatorului în zona volumului mort.
Capitolul 6. Accesul apei în prize – Elemente de filtrare
În capitolul 6 se prezintă în detaliu sisteme de filtrare a apei pretabile pentru prizele de apă,
pornind de la grătarul clasic și ajungând la sisteme moderne de captare și filtrare a apei. Pentru un
astfel de sistem de captare ce utilizează o priză de apă înglobată într-o stavilă segment s-a înregistrat pe
parcursul elaborării tezei și o cerere la OSIM în vederea brevetării.
Tot în acest capitol s-au analizat și performanțele unui grătar Coandă în situația utilizării la
captările secundare Draxin și Cascoe utilizând aplicații software specifice în vederea îmbunătățirii
funcționării acestora.
6.1. Grătare clasice pentru prizele de apă
Grătarul este elementul principal al prizei de apă care asigură protecţia împotriva accesului
materialelor solide, impurităţilor şi plutitorilor. Din punct de vedere constructiv, grătarele se compun
din bare metalice, verticale sau înclinate sub un anumit unghi, cu secţiunea transversală
dreptunghiulară, legate în panouri.
Panourile care formează grătarul se aşează pe poziţie în locașuri special amenajate sau se pot
încastra direct în pereţii prizei. Tipul de grătar adoptat depinde în principal de funcţia pe care o
îndeplineşte în cadrul amenajării, poziţia lui faţă de nivelul maxim/minim al apei şi regimul de curgere
din timpul iernii şi în cazul prizelor pentru alimentarea centralelor hidroelectrice de recomandările
producătorului turbinei.
Pierderile de sarcină la trecerea prin grătar sunt proporţionale cu viteza de acces a apei prin
grătar. Aşadar, reducerea vitezei de acces are ca efect micşorarea pierderilor de sarcină care se pot
determina după relaţia lui Kirschmer [31]:
sin2
)/(2
2342
g
vls
g
vh ii
grgr (3)
Unde: vi - viteza de acces a curentului la grătare; α – unghiul format de bare cu orizontala;
s –grosimea maximă a unei bare; l – lumina între bare; β – coeficient de formă a barelor; Valorile
coeficientului β sunt în funcție de geometria barelor grătarului. Acestea au fost determinate
experimental pentru 7 geometrii standard [32].
Grătarul pentru o priză tiroleză se va alege ţinând seama de destinaţia apei şi natura debitului
solid. Dacă priza derivează debitele spre un lac de acumulare, lumina grătarului poate fi de ordinul
centimetrilor iar dacă alimentează direct folosinţa spaţiul dintre barele grătarului trebuie redus în
consecinţă [8].
Din experienţa exploatării, reducerea luminii grătarului în vederea unei filtrări cât mai bune a
apei este contraindicată [8]. Grătarele dese se înfundă rapid la viituri iar curăţarea lor este o sarcină
dificilă şi implică folosirea personalului de exploatare.
11
6.2. Sisteme moderne de captare şi filtrare a apei cu impact redus asupra faunei piscicole
Declinul general al faunei piscicole din râurile de munte poate fi pus şi pe seama extinderii
activităţilor antropice cu influenţe asupra habitatului natural al anumitor specii de peşti. Soluţia pentru
a pune capăt acestui declin constă în aplicarea tuturor mijloacelor posibile, tehnice şi ştiinţifice pentru
menţinerea speciilor într-un ecosistem viabil [33].
Problema asigurării debitului de servitute este deosebit de importantă în prezervarea unor
condiții biologice acceptabile în porțiunea de râu din avalul secțiunii barate sau modificate în scopul
preluării apei. Un compromis între necesitatea producerii de energie și necesitatea prezervării mediului
ar putea fi, orientativ, debitul mediu minim lunar cu asigurarea de 95 %.
Condițiile de oxigenare și de temperatură ale debitului de servitute trebuie să fie cât mai
apropiate celor ale apei naturale. În măsura posibilităților este indicat, sau obligatoriu în anumite zone
de proteție avifaunistică să se creeze zone cu condiții cât mai apropiate de cele naturale pentru speciile
de pești rare sau protejate [34].
În ultimii ani, comunitatea ştiinţifică a început să studieze caracteristicile de comportament ale
speciilor de peşti native din râurile montane. Dovadă stau programe de recuperare pentru sprijinirea
repopulării speciilor de peşti cum este cel derulat pe râul Colorado, SUA. Alegerea unor amenajări care
să asigure excluderea peştilor dar și captarea apei eficient depinde în mare măsură de caracteristicile
speciilor de peşti din porţiunile de râu vizate şi ţin de: dimensiune, etape de viaţă şi reproducere,
comportament şi trasee preferate. Mijloacele directe de excludere a peştilor sunt folosite pe scară largă
şi sunt acceptate de autorităţile de reglementare în domeniul protecţiei faunei piscicole şi funcţionează
prin asigurarea unei bariere fizice care împiedică peştii să pătrundă în aducţiunile prizelor de apă.
O soluție nouă și inovativă care poate răspunde cerințelor privind calitatea apei captate și
evitarea preluării accidentale a peștilor este Priza de apă înglobată într-o stavilă segment. Acest sistem
face obiectul unei cereri de brevet de invenție [35] și presupune utilizarea unei prize de apă înglobată
într-o stavilă segment pentru asigurarea controlului accesului apei, evacuarea în condiţii de siguranță a
apelor mari, a aluviunilor, plutitorilor şi a gheţurilor dar și pentru captarea apei și dirijarea acesteia prin
aducțiune pentru a fi utilizată în scopuri energetice, alimentarea cu apă potabilă, industrială, irigații,etc.
Principalul avantaj este dat de faptul că această instalație încorporează într-un singur
echipament atât stavila segment pentru controlul accesului apei cât și camera de captare a apei,
amplasată la partea superioară; aceasta preia apa printr-un grătar și o transmite în lateral prin
intermediul celor două ferestre de secțiune circulară etanșate pe contur, înglobate în construcția
pilelor, racordate la conductele verticale și aliniate cu orificiile de debușare ale camerei de captare,
care dispune și de un mecanism de acționare ce utilizează două pistoane hidraulice; pistoanele permit
rabatarea, folosind ca punct de sprijin un sistem cu lagăre, asigurând astfel o funcționare sigură și
stabilă la orice poziție, cu risc redus de înfundare datorită captării apei din zona de suprafață cu
turbiditate redusă și a funcției de autocurățare posibilă la anumite poziții de funcționare.
Pentru că apa este captată cât mai aproape de suprafața liberă unde turbiditatea este redusă,
priza poate fi dotată cu grătar cu distanța între bare suficient de redusă încât să nu permită preluarea
accidentală a peștilor. În figura 6 este reprezentată schematic priza de apă înglobată într-o stavilă
segment pe care sunt evidențiate principalele elemente componente.
12
Stavila segment 1, care asigură controlul accesului apei în bieful aval dispune la partea
superioară de o cameră de captare a apei 2, care preia apa printr-un grătar 3 și o transmite în lateral prin
intermediul celor două ferestre de secțiune circulară etanșate pe contur 4. Acestea sunt înglobate în
betonul pilei 5, racordate la conductele verticale 6 și aliniate cu orificiile de debușare 7 ale camerei de
captare 2 care utilizează un mecanism de acționare cu două pistoane hidraulice 8.
Rabatarea este posibilă datorită sistemului cu lagăr 9, evidențiat în figura 3. Pentru o demontare
ușoară în vederea efectuării reviziilor sau reparațiilor, lagărul 9 este asamblat folosind o semicarcasă
inferioară 10, fixată de corpul stavilei
segment 1 și o semicarcasă superioară 11,
detașabilă. Legătura dintre orificiile de
debușare ale camerei de captare 2 și
ferestrele circulare etanșate pe contur 4 se
face printr-un fus cilindric 12, pe care sunt
montate rolele 13, care permit manevrarea
cu ușurință a camerei de captare 2. Pentru a
asigura etanșarea pe conturul camerei de
captare a apei 2, se montează pe partea
frontală a acesteia, o garnitură cauciucată
14. Conductele verticale 6 sunt racordate la
conducta principală de transport a apei 15 ce
asigură alimentarea cu apă a folosinței.
Stavila segment 1, pe care este montată
camera de captare 2 este compusă din tăblia
frontală 16 susținută de cadrele metalice 17
și brațele de sprijin 18, fixate în articulațiile
de reazem 19. Acționarea acesteia se face cu Fig. 6 – Priză de apă înglobată
ajutorul pistonului hidraulic 20. într-o stavilă segment [35]
Camera de captare 2 a prizei de apă poate funcționa în două poziții : poziția verticală de
funcționare și poziția rabatată spre aval în vederea autocurățării grătarului și deversării controlate.În
funcție de specificul amenajării se poate identifica și o altă poziție de funcționare care să asigure
necesarul de apă sau cerințele cu privire la nivelul amonte sau debitele tranzitate.
La adoptarea acestei soluții trebuie acordată o atenție sporită solicitărilor pe care le produce apa
în zona coturilor conductele înglobate în beton. O serie de calcule preliminare au fost făcute efectuate
iar rezultatele obținute demonstrează că o astfel de priză nu periclitează rezistența și stabilitatea
barajelor pe care se montează în cazul estimării corecte a forțelor și eforturilor ce pot să apară pe durata
exploatării [36]. Pe plan mondial se studiază și alte soluții în scopul protecției împotriva captării
accidentale a peștilor. Printre sisteme cu filtrare efectivă se numără grătarul plan (aşezat pe diagonală
sau configuraţie în "V"), grătarul cilindric rotativ, grătare rulante, grătare Eicher şi MIS – montate în
interiorul conductelor de aducţiune.
13
Pe lângă aceste sisteme directe de excludere a peștilor din apa captată, sunt utilizate în mod
curent și mijloace indirecte (de tipul barierelor comportamentale). Aceste sisteme utilizează lamele de
tip "jaluzea" sau soluții combinate cu sunete şi lumini pentru îndepărtarea peştilor. Eficacitatea acestor
sisteme este scăzută şi deci proiectarea trebuie să urmearească aplicarea altor soluţii pentru asigurarea
excluderii peştilor din prizele de apă.
Această analiză a principalelor metode de captare şi filtrare a apei cu impact redus asupra faunei
piscicole demonstrează clar preocupările şi abordările pe plan mondial precum şi inovaţiile aduse în
ultimii ani. Noi tehnici sunt dezvoltate în mod continuu atât pentru asigurarea unor soluţii eficiente din
punct de vedere al costurilor cât şi pentru dezvoltarea gamei de aplicaţii.
6.3. Grătare Coandă
6.3.1. Elemente de proiectare, funcționare, caracteristici
Grătarele Coandă reprezintă o tehnologie aflată în curs de dezvoltare şi oferă o bună filtrare a
sedimentelor, peștilor şi altor corpuri solide transportate de-a lungul unui curs de apă, asigurând de
asemenea şi o mentenanţă redusă [38]. Priza de apă este compusă dintr-un panou de grătar cu secțiune
dreptunghiulară cu grinzi pe care sunt fixate barele de secţiune triunghiulară înclinate la un anumit
unghi. Panoul este amplasat pe partea dinspre aval a unui deversor cu profil practic, care adăposteşte
în interior, canalul care preia debitul captat prin grătar.
Debitul rămas, trece peste grătar, antrenând sedimentele şi corpurile solide care sunt evacuate
către bieful aval, printr-un canal colector. Distanţa dintre barele grătarului este de regulă de 1mm sau
chiar mai puţin și beneficiază de un efect de auto-curățare datorită vitezelor mari de curgere (ce
depăşesc de regulă 2 m/s). Căderea totală pe aceste structuri de captare a apei este de regulă între 1,25
şi 1,5 m, deşi sunt posibile şi căderi mai reduse.
O serie de astfel de grătare sunt disponibile pe piaţă mai mulţi ani, fără să existe informaţii
detaliate cu privire la performanţele
hidraulice precum În ultimii ani însă, pentru
a obţine mai multe informaţii cu privire la
caracteristicile şi funcţionarea grătarelor
Coandă, Biroul pentru Managementul
resurselor de Apă al Statelor Unite (U.S.
Bureau of Reclamation), prin Laboratorul
de Cercetări al Resurselor de Apă (Water
Resources Research Laboratory), a
dezvoltat o serie de experimente la scară
pentru mai multe configuraţii de grătare
Coandă. Aceste teste au dus la elaborarea
de modele numerice şi programe de calcul
pentru analiza performanţelor grătarelor
Coandă [38].
Fig. 7 - Priză de apă cu grătar Coandă [38]
14
Aplicația realizează calcule din aproape în aproape, pornind de la ecuaţia energetică utilizată
pentru determinarea adâncimii de curgere şi a vitezei la partea aval a plăcii de accelerare.
gE2)yt(Cq Total,d += (4)
yt
Fr2
FryC
Fr2
2tC
C2
2
V,d2D,d
Total,d +
++
+= (5)
Se pleacă de la prima bară a grătarului si continuând pentru fiecare, până la ultima, determinând
totodată debitul preluat prin fiecare fantă și viteza de curgere ramasă la suprafața superioară a
grătarului. Calculele continuă până când adâncimea scade la zero sau se ajunge la partea inferioară a
grătarului. Rezultatul constă în determinarea lungimii udate a grătarului, a debitului captat cât și cel
evacuat peste grătar.
6.3.2. Performanțele unui grătar Coandă în situația utilizării la captările secundare
Draxin și Cascoe – Studiu de caz
6.3.2.1. Situaţia existentă la captările secundare Draxin şi Cascoe
Captările Cascoe şi Draxin au rolul de a suplimenta debitul de apă acumulat în lacul
Pecineagu. Debitele captate din pârâul Cascoe şi pârâul Draxin sunt transportate prin puțuri verticale
și galerii de legătură în aducţiunea principală. Circuitul hidraulic din punctul de priză al captării
Draxin până în aducţiunea principală este construit asemănător cu cel de la Cascoe. Captările se
compun din priză, decantoare şi camera vanelor de spălare. Intrarea în orificiul de priză este protejată
printr-un grătar cu dimensiunile de 1,6 x 4,22 m2 realizat din 2 suporţi metalici înglobaţi în beton pe
care se aşează 9 panouri de grătar. În componenţa captării Draxin intră aceleaşi confecţii speciale ca
la captarea Cascoe [42].
6.3.2.2. Determinarea parametrilor de proiectare optimă folosind aplicația Coandă-Effect
Screen Analysis Software
Captarea secundară cu priză tiroleză analizată se află pe râul Cascoe. Rezultatele obținute se pot
aplica și pentru captarea Draxin având în vedere că amenajările sunt asemănătoare din punct de vedere
constructiv.
Debitul modul considerat pentru râul Cascoe este de
0,348 m3/s. Conform recomandărilor, debitul instalat nu ar
trebui să depășească 3·Qm, așadar se propune Qi = 1 m3/s.
Considerând parametri constructivi specifici
amplasamentului și suprafața grătarului de 1,6 x 4,22 mp, se
determină variația debitului captat, a vitezelor de acces
precum și suprafața udată pentru Qm ,Qi și Qmax în cazul unui
grătar Coandă realizat conform criteriilor de proiectare
pentru o funcționare optimă (coloana 2, tabelul 1).
Fig. 8 – Detaliu asupra grătarului
captării Cascoe
15
Variația adâncimii și debitelor obținută cu ajutorul aplicației a fost sintetizată sub formă grafică
în fig. 12. Debitul maxim pentru suprafața actuală a grătarului (1,6 m x 4,22 m) ce poate fi preluat a
fost determinat cu aplicația de calcul și este de circa 3 m3/s (Qmax = 8,6·Qm).
Fig. 9 - Variația adâncimii și debitelor pentru un grătar Coandă cu S = 1,6 m x 4,22m
Se poate considera așadar, o micșorare a suprafeței de captare, care să fie dimensionată pentru
debitul instalat considerat Qi =1 m3/s. Se propun pentru această situație 2 soluții constructive:
a. Varianta optimă din punct de vedere hidraulic, conform criteriilor de proiectare recomandate de
autorii aplicației și
b. Varianta optimă din punct de vedere constructiv, care simplifică construcția și instalarea unui Grătar
Coandă pe amplasamentul specific.
Tabelul 1 - Date principale de intrare utilizate pentru cele două variante considerate
Variantă propusă Optimă hidraulic Optimă constructiv
Unghiul de așezare al grătarului 22o 22o
Raza de curbură a grătarului 3m grătar plan
Înălţimea caracteristică a plăcii de accelerare (Ha) 0,038 m 0,053 m
Lumina dintre bare 2 mm 10 mm
Lățimea unei bare 10 mm 10 mm
Unghiul de aşezare al barei grătarului 5o 5o
Suprafață grătar dimensionată pentru 1 m3/s 1,6 m x 1,46 m 1,6 m x 0,87 m
Pentru determinările efectuate s-a utilizat acceași lungime a grătarului (1,6m) și s-a modificat
doar lățimea frontului de captare. Pentru varianta optim hidraulică a rezultat, pentru debitul considerat,
o suprafață de 1,6 m x 1,46 m iar pentru varianta optim constructivă, S = 1,6 m x 0,87 m. Rezultatele
obținute cu ajutorul aplicației au fost sintetizate sub formă grafică în fig.10 și 11.
16
Fig. 10 – Variația adâncimii și a vitezei de curgere pentru un grătar Coandă în varianta
optimă din punct de vedere hidraulic pentru S = 1,6 m x 1,46m și Q =1 m3/s
Fig. 11 – Variația adâncimii și a vitezei de curgere pentru un grătar Coandă în varianta
optimă din punct de vedere constructiv pentru S = 1,6 m x 0,87 m și Q = 1 m3/s
Suprafațele de captare sunt alese astfel încât o parte din debitul instalat (aproximativ 10%·Qi) să
fie tranzitată spre aval pentru asigurarea spălării integrale a grătarului. Curgerea peste grătar asigură
transportul materialului solid spre aval. Distanța redusă dintre bare (2mm) determină creșterea
suprafeței grătarului pentru același debit și nu influențează semnificativ caracteristicile hidraulice iar
distanța redusă dintre bare crește riscul înfundării. În cazul variantei optime din punct de vedere
constructiv, se pot reduce costurile de producție ale grătarului iar vitezele mari de curgere pentru Q=
1m3/s, asigură o mai bună curățare/eliminare a materialelor solide care au tendința să rămână lipite de
grătar.
Capitolul 7. Considerații generale cu privire la prizele ecologice
pentru albiile rapide ale râurilor de munte
În capitolul 7 se identifică și analizează soluții de captare performante cu prize ecologice pentru
albiile râurilor de munte. Se prezintă, de asemenea, rezultatele preliminare obținute în urma testării
acestei prize ecologice ca pilot demonstrativ.
17
7.1. Caracteristici specifice
O soluție brevetată recent, care răspunde cât mai bine cerințelor de exploatare și cu o influență
minimă asupra mediului o reprezintă Priza ecologică de apă din albiile rapide ale râurilor de munte
(PEcAD). Acest concept nou și inovativ se bazează pe o priză pe firul apei, fără baraj, la nivelul
talvegului, constând din: pragul din amonte pragul din aval, şi şenalul de legătură [43]. Aceasta
funcţionează cu energia cinetică, câştigată pe sectorul amenajat, care permite curgerii să fie împărţită în
două: una supraterană, printr-un canal superior, ca o continuare a albiei, cu panta minimă necesară și
una subterană, printr-un canal inferior, pe panta albiei, ca o casetă pentru debitul colectat, placa de
separare fiind perforată.
Fig. 12 – Secțiune longitudinală - PEcAD
7.2. Analiza rezultatelor obținute în etapa testării ca pilot demonstrativ
Pentru validarea soluției, autorii brevetului au realizat şi un proiect pilot demonstrativ al prizei .
Soluția constructivă a suprafeței perforate a constat în utilizarea unei benzi din cauciuc de 6 mm
grosime perforată cu ajutorul unei prese.
S-au urmărit în principal funcționarea sub sarcină, modul de distribuție al debitelor, debușarea
precum și tranzitarea spre aval a sedimentelor din canalul inferior. Proiectul a fost realizat conform
cerintelor tehnice ale brevetului. Rezultatele obținute au fost conform așteptărilor, priza funționând la
parametrii proiectați [44].
Capitolul 8. Realizarea modelului la scară de priză ecologică și analiza criteriilor
de similitudine între model și prototip
Capitolul 8 descrie etapele parcurse în proiectarea unui prototip de priză ecologică și a
modelului experimental la scară redusă, pornind de la criteriile de similitudine specifice curgerii cu
suprafață liberă.
Pe baza datelor obținute în etapa de proiectare s-a realizat modelul experimental care s-a
integrat pe un stand dedicat în vederea efectuării încercărilor necesare. Se prezintă astfel standul,
modelul prizei și echipamentele ce permit efectuarea măsurătorilor, ajustărilor și reglajelor necesare
pentru fiecare situație încercată.
8.1 Criterii de similitudine utilizate
Datorită complexității fenomenelor hidraulice din albia râurilor de munte se impune utilizarea
unei metode experimentale de cercetare bazată pe modelarea hidraulică.
18
Această metodă presupune studiul fenomenelor hidraulice pe modele la scară redusă realizate în
laborator pe standuri dedicate. Stabilind condițiile generale pe care trebuie să le îndeplinească
fenomenele asemenea, teoria similitudinii oferă posibilitatea ca fenomenele din natură sa poată fi
studiate pe modele la scară redusă, iar rezultatele obținute să poată fi extinse, după anumite legi, la o
clasă întreagă de fenomene asemenea [28].
Date fiind condițiile disponibile pe standul de testare pe care este amplasat modelul prizei de
apă și în urma analizei mărimilor ce intervin în calcule s-a ales scara de 1:10.
Pentru că în canalele unde se realizează o curgere cu suprafaţă liberă forţa gravitaţională este
predominantă, atunci se poate aplica cu succes modelul de similitudine Froude.
Numărul Froude este definit ca fiind raportul dintre pătratul vitezei și produsul dintre lungimea
caracteristică și accelerația gravitațională. În cazul curgerilor cu suprafaţă liberă, lungimea
caracteristică este considerată adâncimea apei, iar prin egalarea numerelor Froude omoloage, se
obține:
'h'g
V
gh
V 2'2
= (6)
Deoarece accelerația gravitațională este acceași pe prototip și model, se poate determina din
egalitatea anterioară expresia vitezei medii din secțiunea transversală a curgerii pentru instalația
prototip, notată cu V :
'h
hVV '= (7)
Unde V’ reprezintă viteza de curgere care poate fi măsurată pe modelul instalației cu ajutorul
unui tub Pitot-Prandtl și transpusă cu ușurință prin calcul în orice punct al instalației prototip.
8.2. Proiectarea prototipului prizei de apă
Soluția analizată anterior reprezintă un element important de noutate pe plan mondial și poate
reprezenta o alternativă viabilă pentru prizele de apă convenționale, și în special pentru prizele tiroleze.
Considerând ideea unei prize de apă care să mențină conectivitatea longitudinală a râului ca fiind
oportună și de actualitate pe plan mondial se impune așadar necesitatea studierii în amănunt a unui
astfel de echipament. Cea mai indicată metodă pentru evaluarea caracteristicilor hidraulice este
utilizarea unui model la scară redusă realizat în laborator.
Testările pe model vizează în principal studiul fenomenului de curgere a apei printr-o suprafață
perforată plasată în lungul curgerii la anumite unghiuri față de planul orizontal și la anumite pante. Se
va studia de amenenea, influența asupra debitului captat în funcție de dimensiunea orificiilor și
dispunerea acestora. Pentru a putea asigura încercări în cât mai multe variante constructive a fost
necesară simplificarea soluției inițiale a instalației prototip și implicit a modelului la scară realizat în
laborator. Modificările aduse reduc complexitatea soluției inițiale prin înlocuirea canalului inferior cu o
singură cameră de captare a apei plasată în spatele taluzului perforat pe oricare dintre maluri.
Instalația prototip la care se raportează modelul este compusă dintr-un canal trapezoidal betonat
cu înalțimea H = 0,7 m și lungimea de 10 m. Acesta are talpa la roca de bază cu taluzurile racordate la
profilul natural al albiei.
19
Paralel cu canalul este amplasată o cameră de captare cu rol de preluare a debitului printr-o
placă perforată dispusă la o anumită înălțime față de bază numită în continuare Hserv. Camera de
încărcare și canalul prizei au un perete comun care delimitează cele 2 curgeri ( cea din albie și debitul
captat) și pe care este fixată placa perforată cu posibilitatea rabatării pentru acces, reparații,
mentenanță. Necesitatea studierii mai multor variante constructive a impus posibilitatea modificării
unghiurilor pe modelul instalației . Încercările se vor face cu taluzul dinspre camera de captare plasat la
45o, 35o și 25o.
Fig.13 – Prototipul prizei de apă într-o construcție simplificată
Figura 14 – Secțiune transversală prin prototipul prizei de apă (valori date în cm)
20
Din considerente legate de realizarea modelului prizei, unghiul de așezare al taluzului opus
camerei de captare rămâne fix (45o) pentru toate situațiile analizate.
Criteriul cel mai important ce trebuie avut în vedere la proiectarea unei prize ecologice constă în
asigurarea debitului de servitute. În general, pentru cazurile prizelor de munte analizate, cu debite
instalate între 1-3 mc/s, debitul de servitute reprezintă un procent cuprins între 15-25 % din cel instalat.
Calculul suprafeței udate este deosebit de important, pentru că supradimensionarea determină pierderi
de debit care ar putea fi preluat în camera de captare. Suprafața perforată este fixă și plasată peste cota
Hserv. Astfel că la 45o rezultă Hserv = 12 cm, la 35o rezultă Hserv = 10 cm, iar la 25o rezultă Hserv = 7,5
cm. După stabilirea suprafeței secțiunii neperforate, necesară pentru tranzitarea debitului de servitute,
se dimensionează orificiile panoului perforat astfel încât să permită preluarea diferenței de debit de la
cel de servitute până la debitul instalat.
Pentru dimensionarea plăcilor perforate care să permită captarea debitului necesar se începe mai
intâi cu calculul vitezei de curgere printr-un orificiu. O dată stabilit diametrul orificiului, se poate
determina și debitul tranzitat prin acesta. Pentru calculul vitezei prin orificiul prizei admitem ipoteza
unui rezervor cu orificiu perforat care debușează liber la Patm. Viteza prin orificiu se calculează pe baza
ipotezei că în intervalul de timp necesar pentru determinarea debitului, nivelul în camera de captare
este redus sau se află sub cota orificiului. Așadar, în această situație ecuația lui Bernoulli devine:
( )g2
vζ1
g2
vζ
g2
vh
21
21
21
+=+= (8)
p0 = p1 = presiunea atmosferică, z0 = h1, z1 = 0, iar hr este pierderea de sarcină în orificiul
considerat. Se ajunge tot la forma ecuației (13), cu diferența că h pentru fiecare orificiu poate fi
determinat în funcție de poziția sa pe placa perforată.
Pentru testările inițiale, se propune utilizarea unei plăci perforate cu lățimea de 550 mm și
lungimea de 4000 mm. Conform modului de dispunere, pe
această suprafață se pot perfora 44.000 de orificii (440 orificii
dacă ne referim la modelul prizei). Pentru simplificarea
calcului se introduce noțiunea de debit mediu scurs printr-un
orificiu Qm, care depinde deci, de un hm - mediu, ales la
jumătatea adâncimii apei, respectiv hm = 275 mm. Debitul
mediu scurs printr-un orificiu poate fi calculat după cum
urmează:
Fig.15 – Modul de dispunere a orificiilor
6-2
m
2
cm 10398,6275,081,924
004,0π62,0
71
1gh2
4
dπ
ζ1
1CQ •=••••
+=
+= m3/s (9)
Utilizând principiile de calcul anterior menționate, debitul captat pe întreaga suprafață a plăcii
perforate ar putea fi estimat în jurul valorii de 0,281 m3/s.
Metode mai complexe de calcul pentru determinarea debitului captat pentru prizele ecologice cu
placă perforată au mai fost elaborate în vederea dimensionării grătarelor pentru astfel de prize [48].
Debitul infinitezimal pe unitatea de suprafață este calculat folosind viteza variabilă a apei ca funcție de
adâncimea z, conform figurii 16.
21
Fig. 16 – Secțiune longitudinală prin priza ecologică [48]
Debitul total captat prin orificii se obține prin integrarea pe x și pe y și astfel se obține:
0
2 2/1 )cos
2(22
L
abB
yS
ddi
dxdyzg
dQQ
(10)
în care S este aria orificiului, L – lungimea plăcii perforate iar yi = Ltgα2 / tgβ
Calculul debitului distribuit prin orificii se face prin însumare, de la i la n și de la j la m (unde m
și n reprezintă numărul de orificii pe verticală, respectiv pe orizontală). Exemplu de calcul:
22
2 sin...sin(4
2
xtgnlxtgld
gQd
...sin2...sin2 22 xtgnlxtgl
)sin...sin 22 xtgnlmxtglm (11)
Rezultatele obținute utilizând metoda de calcul descrisă mai sus nu diferă foarte mult de cele
obținute în prima ipoteză analizată. Înlocuind termenii specifici instalației prototip în relația (11), se
poate determina Qd = 0,318 m3/s. Avantajul acestei metode este că debitul poate fi estimat la diferite
unghiuri de înclinare ale taluzului, iar dezavantajul constă în faptul că expresia de sub radical trebuie să
aibă întotdeauna valoare pozitivă și deci, la anumite valori de proiectare metoda nu poate fi folosită.
8.3. Proiectarea și realizarea modelului la scară redusă a prizei de apă
Proiectarea modelului la scară redusă a prizei de apă pornește de la caracteristicile instalației
prototip și principalele cote de gabarit ale acesteia. Conform criteriilor de similitudine geometrică și
presupunând diametrul orificiilor identic pentru prototip și model, rezultă că suprafața perforată a
modelului va fi de 0,022 m2 (55mm x 400mm) și va avea un număr de orificii norif. = 440.
În figura 17, este reprezentată o secțiune transversală prin modelul prizei în care sunt
evidențiate dimensiunile canalului și ale camerei de captare.
Δ
x
Δl
Ham Hav
L
α1
β
0 x
y z
b/2
a B/2
22
Fig. 17 - Secțiune transversală prin modelul prizei
Suprafața este împărțită pe lungime în 10 zone egale cu lungimea de 40 mm. rezultând 11
secțiuni de măsură. Pentru fiecare secțiune, se determină adâncimea apei în canalul prizei și viteza de
curgere. Utilizând aceste valori se poate calcula debitul tranzitat prin canal în secțiunea vizată precum
și debitul captat prin raportare la debitul din secțiunea 1. Modelul la scara de 1:10 al prizei de apă a fost
instalat pe un canal vitrat cu pereți transparenți din plexiglas cu secțiunea transparentă de 300mm x
400mm și lungimea de 3m.
Alimentarea prizei se face dintr-un rezervor cu volumul de 250x250x370 mm. Acesta are rolul
de liniștire și uniformizare a curgerii și este alimentat cu o pompă submersibilă care asigură un debit
maxim 4 l/s. Schema instalației pentru încercarea modelului la scară redusă de priză ecologică este
reprezentată în figura 18.
Fig. 18 - Schema instalației pentru încercarea modelului la scară redusă de priză ecologică
Viteza s-a determinat cu tubul Pitot-Prandtl și un manometru diferențial dublu, priza pentru
presiunea totală și cea pentru presiunea statică fiind racordate individual la câte un tub “U”.
23
Fig. 19 - Modelul prizei de apă în etapa de asamblare.
Capitolul 9. Analiza datelor și interpretarea rezultatelor obținute
pe modelul la scară redusă
În primă fază s-au efectuat 9 încercări (3 unghiuri de așezare pentru taluzul camerei de captare
la câte 3 pante) pe modelul prizei cu debitul de 3,8 - 4 l/s. Suprafața perforată testată a avut 440 de
orificii de diametru 4mm. În urma procesării datelor preluate pentru fiecare situație încercată au
rezultat mai multe seturi de date ce au putut fi prelucrate. Datele relevante ale încercărilor preliminare
sunt centralizate în tabelul 4.
Tabelul 2 – Date reprezentative pentru fiecare încercare
Tipul încercării Qt – debit tranzitat
[mc/s] - prototip
Qc - debit captat
[mc/s] - prototip Qc/Qt [%]
J = 1% (0,01), unghi taluz = 25o 1,2930 0,6581 50,9
J = 1,5% (0,015), unghi taluz = 25o 1,2838 0,6385 49,7
J = 2% (0,02), unghi taluz = 25o 1,2842 0,6140 47,8
J = 1% (0,01), unghi taluz = 35o 1,2663 0,3786 29,9
J = 1,5% (0,015), unghi taluz = 35o 1,2265 0,3531 28,8
J = 2% (0,02), unghi taluz = 35o 1,2515 0,3187 25,5
J = 1% (0,01), unghi taluz = 45o 1,2025 0,2994 24,9
J = 2% (0,02), unghi taluz = 45o 1,2023 0,2710 22,5
Pentru panta J = 1% (0,01), unghi taluz = 25o, Q= 4 l/s se prezintă, în figura 20, variația
principalilor parametri hidraulici caracteristici de-a lungul suprafeței perforate. Pentru o analiză mai
facilă sunt afișate doar valorile corespunzătoare pentru instalația prototip determinate cu criteriile de
similitudine corespunzătoare.
24
Fig. 20 - Parametri hidraulici pentru J = 1% (0,01), unghi taluz = 25o, Q= 4 l/s
În continuare, se prezintă tot sub formă grafică, variațiile debitelor captate în funcție de pantă
pentru unghiul taluzului camerei de captare de 25o și 35o
Fig. 21- Variația debitului captat la diferite pante pentru taluz înclinat la 25o
Se observă în graficul din fig. 21 că debitele captate nu diferă foarte mult în funcție de pantă.
Acest aspect poate constitui un avantaj important al unei astfel de prize, pentru că se poate extinde aria
de utlilizare și pentru amplasamentele care nu dispun de diferențe de nivel însemnate. Formulele de
calcul propuse în capitolul anterior au preconizat debite captate de 0,281 mc/s pentru prima variantă de
calcul, respectiv 0,318 mc/s pentru a doua variantă de calcul (prin determinarea debitului infinitezimal
pe unitatea de suprafață).
25
Pentru varianta cu înclinarea taluzului la 45o rezultatele obținute pe modelul prizei au fost
similare cu cele preconizate prin calcul. Se constată că o scădere a unghiului de așezare al taluzului
determină creșterea debitului captat, situația cea mai favorabilă fiind pentru 25o.
In continuare, pentru studiul influentei dimensiunii orificiilor, placa a fost perforată cu orificii
de 5 mm si testata pe modelul la scară redusă. Pentru orificii de 5mm, coeficientul pierderilor locale de
sarcină ζ , conform [32] este aproximativ 1, pentru ā = 0,64 și l/dH =0,8. Debitul mediu captat pentru
prototipul prizei devine:
5-2
m
2
cm 1099,1275,081,924
005,0π62,0
11
1gh2
4
dπ
ζ1
1CQ •=••••
+=
+= (13)
Pentru cele 44.000 de orificii debitul captat anticipat este de 0,879 mc/s.
Tabelul 4 – Date reprezentative pentru fiecare încercare (diam. orificiilor 5 mm)
Tipul încercării Qt – debit tranzitat
[mc/s] - prototip
Qc - debit captat
[mc/s] - prototip Qc /Qt [%]
J = 1% (0,01), unghi taluz = 25o 1,4686 0,7563 51,5
J = 2% (0,02), unghi taluz = 25o 1,4275 0,6750 47,3
J = 1% (0,01), unghi taluz = 35o 1,2822 0,4175 32,6
J = 2% (0,02), unghi taluz = 35o 1,2896 0,3656 28,4
J = 1% (0,01), unghi taluz = 45o 1,1708 0,3142 26,8
J = 2% (0,02), unghi taluz = 45o 1,1812 0,2984 25,3
Fig. 22 - Variația adâncimii în camera de captare pentru orificii de 4 mm
Fig. 23 - Variația adâncimii în camera de captare pentru orificii de 5 mm
26
Pe baza observațiilor făcute pe durata încercărilor se constată că nivelul apei în cele 2 zone:
canal, respectiv cameră de captare nu diferă foarte mult cu excepția zonei aval a plăcii unde spre
evacuare nivelul scade brusc. În cazul în care volumul de apă din camera de captare nu poate fi evacuat
suficient de repede, atunci aceasta se îneacă până ajunge să egaleze adâncimea din canal.
Această limitare este corelată strict cu volumul camerei de captare și cu adâncimea apei din
aceasta. Astfel, o adâncime a apei în camera de captare cât mai redusă determină creșterea debitului
captat. Pentru validarea acestor ipoteze este necesară testarea modelului fără cameră de captare.
Rezultatele obținute confirmă ipoteza că debitul captat depinde de adâncimea în camera de captare iar
capacitatea maximă de înghițire se obține în cazul debușării libere, la Patm. Pentru exemplificare, este
prezentată în figura 24 variația debitelor.
Fig. 24 – Variația debitelor captate pentru taluz la 25o și pantă 2% cu și fără cameră de captare
Pentru a putea beneficia de acest surplus de debit captat este necesara supradimensionarea
camerei de captare pentru a putea asigura în primă fază o cădere suficientă. Problema apare însă la
îngustarea secțiunii datorită conductei de transport a apei spre deznisipator/folosința de apă.
Tabelul 11 – Rezultatele obținute pentru orificii de 5mm fără cameră de captare
Tipul încercării
Qt – debit
tranzitat
[mc/s]
Qc - debit
captat
[mc/s]
Qc/Qt [%] –
fără cameră de
captare
Qc/Qt [%] – cu
cameră de
captare
Debit
suplimentar
[%]
J = 1% (0,01), 25o 1,2857 0,8422 65,5 51,5 27,2
J = 2% (0,02), 25o 1,3505 0,8831 65,4 47,3 38,2
J = 1% (0,01), 35o 1,1706 0,4400 37,6 32,6 15,3
J = 2% (0,02), 35o 1,1706 0,4285 36,6 28,4 28,9
Plecând de la aceste rezultate, este posibilă proiectarea unei soluții hibride de priză cu rol de
deznisipare asigurat prin supradimensionarea camerei de captare ce va fi utilizată ca deznisipator.
Pentru captarea debitului instalat este necesară o bună corelare cu parametrii caracteristici ai
circuitului hidraulic aferent folosinței de apă.
27
Capitolul 10. Concluzii generale , contribuții originale, perspective de cercetare
10.1. Concluzii generale
Lucrarea sintetizează analizele, studiile şi documentările realizate până în acest moment cu
privire la comportarea în exploatare a prizelor de apă în scopul identificării principalelor probleme și
elaborării propunerilor de remediere cât şi a soluţiilor noi, inovative. Proiectarea şi dimensionarea unor
noi tipuri de priză se face plecând de la considerente legate de comportamentul în exploatare a
instalaţiilor actuale şi vizează atât satisfacerea folosinţei de apă, cât şi protecţia mediului prin
respectarea condiţiilor naturale de curgere a râului.
Pentru analiza preliminară a problemelor generale specifice prizelor de apă pentru râurile de
munte s-au detaliat două aspecte principale: comportamentul prizelor de apă pe durata apelor mari și pe
durata regimurilor termice severe. În plus, s-a realizat și o analiză a principalelor metode de captare şi
filtrare a apei cu impact redus asupra faunei piscicole. Documentarea cu privire la aceste metode
demonstrează clar preocupările şi abordările pe plan mondial precum şi inovaţiile aduse în ultimii ani.
Noi tehnici sunt dezvoltate în mod continuu atât pentru asigurarea unor soluţii eficiente din punct de
vedere al costurilor cât şi pentru dezvoltarea gamei de aplicaţii.
Indiferent de modalitatea de filtrare abordată, este necesară culegerea permanentă de informaţii
pentru orientarea spre anumite soluţii care să pornească de la relaţia dintre unghiul de aşezare al
grătarului şi dimensiunea acestuia. În particular, este nevoie de validare pe instalații prototip a datelor
obţinute în urma testării în laborator.
Dintre toate soluţiile actuale s-a ales pentru o analiză comparativă grătarul Coandă, având în
vedere multitudinea de date experimentale şi recomandări existente cu privire utilizarea acestora. Prin
urmare, s-a utilizat aplicația Coanda-Effect Screen Analysis Software pentru furnizarea de date şi
analiza lor ulterioară în situaţia înlocuirii grătarelor existente la captarea secundară Draxin. S-au mai
studiat, de asemenea, anumite elemente ce ţin de procese torenţiale, transportul aluviunilor precum şi
noţiunile ce ţin de proiectarea deznisipatoarelor în vederea optimizării soluțiilor propuse.
Modelarea experimentală în laborator a prizei de apă ecologice a permis caracterizarea
principalilor parametri hidraulici specifici precum și realizarea de estimări cu privire la capacitatea de
captare. Concluziile care se desprind în urma experimentărilor sunt utile pentru stabilirea criteriilor
principale de proiectare ale unei astfel de prize, limitările și factorii care determină funcționarea
optimă. Încercările au vizat studiul comportării unei prize ecologice în diferite ipostaze de funcționare
utilizând un model la scară redusă. Acesta a fost proiectat să îndeplinească un anumit grad de
flexibilitate, în sensul că a permis realizarea de încercări cu unghiul taluzului variabil, pantă reglabilă,
orificii cu caracteristici diferite, ușor de reconfigurat pentru fiecare testare. Valorile obținute pe
modelul prizei s-au putut raporta la prototip prin utilizarea criteriului de similitudine Froude.
Rezultatele obținute pentru model, respectiv prototip pot fi extrapolate și utilizate și în cazul altor
amenajări cu date de proiectare specifice amplasamentului respectiv.
28
10.2. Contribuții originale
Contribuţiile originale se pot identifica în fiecare capitol al tezei şi se bazează în principal pe
aspecte ce ţin de identificarea anumitor probleme și deficiențe prin analize şi documentare pe teren
precum şi elaborarea pe baza materialelor disponibile a unor propuneri de calcule şi criterii de
proiectare pentru prizele de apă. Proiectarea şi realizarea unui model la scară redusă constituie de
asemenea o contribuţie proprie care a permis studiul și validarea în condiţii de laborator a calculelor și
soluțiilor propuse. Principalele contribuţii originale sunt prezentate succint, după cum urmează:
Analiza comportării în exploatare a prizelor de apă și a problemelor survenite îndeosebi pe
durata viiturilor;
Documentare și cercetare pe teren pentru captările secundare cu prize tiroleze Draxin și Cascoe
din amenajarea Pecineagu – Clăbucet pentru evaluarea daunelor produse de viituri;
Elaborarea de măsuri și soluții de remediere a problemelor captărilor cu prize tiroleze prin
redimensionarea grătarelor;
Elaborare cerere brevet de invenție pentru Priză de apă înglobată în stavilă segment care
asigură captarea apei cu o turbiditate redusă și oferă un grad sporit de protecție la pătrunderea
accidentală a peștilor în priză;
Studiul performanțelor și a caracteristicilor de funcționare a grătarelor Coandă;
Elaboare studiu de caz pentru captările secundare cu prize tiroleze Draxin și Cascoe din
amenajarea Pecineagu – Clăbucet în ipoteza utilizării unor grătare Coandă;
Proiectarea prototipului unei prize ecologice pentru râuri de munte într-o construcție
simplificată ce poate fi reprodusă la scară redusă în laborator;
Proiectarea și realizarea modelului de priză ecologică la scară de 1:10 cu elemente ajustabile și
integrarea pe stand în vederea realizării încercărilor de laborator;
Efectuarea încercărilor pe modelul prizei în diferite ipostaze de funcționare;
Raportarea rezultatelor la instalația prototip utilizând criteriul de similitudine Froude;
Analiza datelor și interpretarea rezultatelor obținute pe modelul la scară redusă;
Elaborarea concluziilor și recomandărilor cu privire la execuția unor astfel de prize ecologice pe
râurile de munte.
10.3. Perspective de cercetare
Rezultatele obținute până acum pot fi utilizate pentru dezvoltarea unor direcții viitoare de
cercetare care să vizeze în modalități de menținere a unui nivel cât mai coborât în camera de captare,
îmbunătățirea gradului de deznisipare, plasarea suprafețelor perforate la anumite unghiuri față de
direcția de curgere pentru creșterea capacității de captare.
De asemenea, cercetările viitoare pot viza comportamentul unor prize ecologice pe râuri de
munte cu pereți perforați pe ambele maluri și cameră de captare dublă.
Studii viitoare se pot axa și pe urmărirea traiectoriei particulelor în suspensie și modul de
depunere a materialului aluvionar pentru a estima gradul de colmatare în timp, în vederea dimensionării
deznisipatorului aferent.
29
Bibliografie selectivă
[1]. Stematiu D.,Amenajări hidroenergetice, Ed. Conspress, București,ISBN 978-973-100-017-8;
[3]. Planul Național de Amenajare a Bazinelor Hidrografice din România – sinteză elaborată de
Administrația Națională "Apele Române" februarie 2013;
[9]. Al. Diacon, B. Popa. Considerente teoretice referitoare la funcţionarea prizelor de fund (tiroleze).
Lucrările cele de-a doua conferinţe a hidroenergeticienilor din România, vol. I, secţ. Construcţii
hidrotehnice, III.3, p. 325-332, Bucureşti, 24-25 mai 2002;
[17]. Constantinescu M.,Goldstein M., Haram V.,Solomon S. – Hidrologie, Editura tehnică;
[19]. Grudnicki, F., Ciornei I., 2008: Bazinele hidrografice torenţiale – suport curs, îndrumar lucrări
practice online http://www.silvic.usv.ro/cursuri/ct_2.pdf;
[23]. Lucian Lefter; Corneliu Mălăncioiu – Studiu privind expertizarea captărilor secundare ale
centralelor hidroelectrice din patrimoniul HIDROELECTRICA - S.A în vederea îmbunătăţirii
funcţionării acestora, noiembrie 2003;
[24]. Gheorghe Armencea, "Studiul captărilor secundare Netiş, Bodu, Valea Mare, în vederea
înlăturării unor deficienţe apărute în timpul exploatării şi a îmbunătăţirii parametrilor funcţionali",
Referat ISPH, Bucureşti, 1998;
[25]. Gheorghe Armencea; Răzvan Cojoc; Mircea Teodor; Ion Moraru, "Aerarea şi dezaerarea apei
într-un puţ vertical cu galerie de dezaerare. Studiu pe prototip, oct 1999" (Aeration and de-aeration of
water in a vertical well with air release pipe).
[26]. Rareş - Andrei CHIHAIA, Corneliu MĂLĂNCIOIU, Nicolae TĂNASE, Andreea MITULEŢ,
Lucian MÂNDREA, „Îmbunătățirea condițiilor de curgere in cadrul captărilor secundare”,The 4th
European & International Conference eRENEWABLIA, eHYDROGENIA, eEFFICIENCIA,
September 20-21, 2011, Bucharest, Academia Română, ISBN-10: 973-1704-17-5,
[27]. D. Nistoran, F. Moatar, M. Manoliu şi C. Ionescu, “HIDRAULICĂ TEHNICĂ”, Editura Printech,
ISBN: 978-973-718-661-4 , București, 2007.
[28]. Cristea Mateescu – Hidraulică, ediţia a II-a, Editura Didactică și Pedagogică, Bucureşti, 1963
[30]. Sârghiuță Radu - Construcţii Hidrotehnice 2 – Note de curs, Editura Conspress București;
[31]. Davis, C., Sorensen, K. Handbook of applied hydraulics, New York, 1969;
[32]. I.E. Idelcik, Îndrumător pentru calculul rezistentelor hidraulice, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1984;
[33]. Fish protection at water diversions – U.S. Department of the Interior, Bureau of Reclamation,
Denver, Colorado – aprilie 2006;
[34]. Nistreanu Valeriu, Nistreanu Viorica, Amenajarea resurselor de apă și impactul asupra mediului,
vol.1, Editura Bren, 1999, București;
30
[35]. Cerere brevet invenție OSIM A/00201/18.03.2015: “Priză de apă îngobată într-o stavilă
segment”, Inventatori: CHIHAIA Rareș – Andrei, Lucian Mândrea, Gabriela Oprina, Andreea
Mituleț, Nicolae Tănase;
[36]. Lucian Mândrea, Rareș-Andrei Chihaia, Ileana Popa, “Determinarea solicitărilor prizelor de
apă cu conducte înglobate în pile”, A XV-a Conferință Internațională Multidisciplinară Profesorul
Dorin Pavel- fondatorul hidroenergeticii românești”, Sebeș – Alba, 5-6 iunie 2015;
[38]. Tony L. Wahl, Robert F. Einhellig, Laboratory Testing and Numerical Modeling of Coanda-
Effect Screens - 2000 Joint Conference on Water Resources Engineering and Water Resources
Planning & Management July 30 - August 2, 2000 — Minneapolis, Minnesota;
[41]. Tony L., Design guidance for coanda-effect screens, Report of the Technical Service Center,
Water Resources Research Laboratory Denver, Colorado, Iulie 2003;
[42]. Documentație Hidroelectrica Contract: Îmbunătăţirea regimului de curgere la captările
secundare ale amenajării Dâmboviţa - Clăbucet , nr.21/20.05.2011;
[43]. Mălăncioiu C.,Voicu Gh., Huzum-Teodorescu I. – Priză ecologică de apă deznisipată, din albiile
rapide ale râurilor de munte, Brevet de invenție nr. 123457/29.06.2012
[44]. Mălăncioiu C., Voicu Gh., Paraschiv Gh., Dumitrescu M., Priză de apă ecologică în etapa testării
ca pilot demonstrativ, Revista Energetica, nr.5/ 2014, pg.177-180
[48]. Lucian MÂNDREA, Rareș-Andrei CHIHAIA, Florentina BUNEA, Gabriela OPRINA,
Gheorghe VOICU, Constantin IVAN, ”Modernizarea captărilor secundare Draxin și Cascoe”, Editura
Politehnica Press, Buletinul Științific seria D, Vol. 74, 2012, pag. 273-280;
[49]. James Sutherland, Richard Soulsby, Guidelines for physical modelling of mobile sediments,
Coastlab 2010 – Proceedings of the Third International Conference on the Application of Physical
Modelling to Port and Coastal Protection, 2010, Barcelona;
