UTILIZAREA ENERGIEI APELOR

UTILIZAREA ENERGIEI APELOR

CARACTERISTICILE ENERGIEI HIDRAULICE

Este larg acceptata ideea ca in lumea contemporana apa a devenit unul din factorii conditionali ai dezvoltarii civilizatiei. Chiar si viitoarea 'societate informationala' de inceput al mileniului trei, nu va putea exista fara o judicioasa gospodarire §i protecljie a apei. In tarile avansate economic, consumul actual creste continuu si tinde sa se generalizeze la circa 1000 1/locuitor/zi, astfel ca resursele hidraulice in regim natural nu mai pot acoperi cerintele. De aceea, alaturi de rationalizarea consumurilor specifice, o categorie de masuri cu efect imediat este realizarea acu-mularilor §i utilizarea complexa a fiecarui curs de apa.

Una din folosintele cele mai avantajoase pentru om este utilizarea energiei hidraulice pentru producerea de energie electrica. Utilizarea energiei hidraulice a apelor are marele avantaj ca nu impiedica cu nimic utilizarea aceluia§i curs de apa pentru satisfacerea altor folosinte.

Principalele caracteristici ale energiei hidraulice sunt :

. Energia hidraulica este o sursa inepuizabila care se regenereaza continuu datorita circuitului permanent al apei in natura.

. Randamentul de transformare a energiei hidraulice m energie electrica este ridicat, fiind de 0.70.85, iar tehnologia de transformare a energiei hidraulice in energie electrica este relativ simpla si nepoluanta.

. Energia hidroelectrica reprezinta o componenta a folosirii complexe a cur-surilor de apa. Asigurarea cu apa potabila §i industriala, a debitelor necesare pentru irigarii, imbunatatirea sau crearea conditiilor de navigate, atenua-rea viiturilor pot fi obtinute - partial sau total -prin dimensionarea cores-punzatoare a amenajarilor hidroelectrice.

. Energia hidroelectrica este nepoluanta.  Realizarea lacurilor de acumulare poate insa perturba echilibrul ecologic prin influenza lor multipla si com-plexa. Din aceasta cauza, in ultimul timp se studiaza impactul marilor amehajari hidroelectrice asirpra mediului.

. Amenajarile hidroelectrice au o durata de viata indelungata si cheltuieli anuale de productie reduse. Aceste elemente le fac deosebit de atractive in situatia actuala in care costul combustibililor a crescut mult, rezultand in multe cazuri, mai economice decat centralele termoelectrice, chiar daca necesita investitii initiale sensibil mai mari decat acestea.

. Amenajarile hidroelectrice se caracterizeaza prin manevrabilitatea lor in exploatare, putand prelua cu usurinta energia modulata ceruta de variable de sarcina ale consumatorilor.

PRINCIPIILE AMENAJARII CURSURILOR DE APA

Pentru a utiliza energia hidraulica trebuie sa se reduca pierderile care apar la scurgerea apei in regim natural si sa se creeze o cadere concentrata sub care sa poata fi utiilizat debitul disponibil al raului. Aceasta se poate realiza pe doua cai principale care nu se exclud una pe alta si anume [1,3]:

1. Construirea de baraje care ridica nivelul apei In arnonte si prin aceasta maresc mult sectiunea ei de scurgere, ceea ce diminueaza viteza si implicit piederile de sarcina.

2. Derivarea apei din albia ei naturala intr-o aductjiune (galerie, conducts, canal) care asigura conditii favorabile de scur 636b16g gere, cu pierderi minima de sarcina. Caderea care poate fi obtinuta la capatul aductiunii, este:

H = i_r . L_r ~i_h- L_h [m]

unde i_r si ih sunt panta raului si respectiv panta hidraulica a aductiunii  ,pe sectorul de rau amenajat, iar L_r §i Lh reprezinta lungimea sectorului de rau amenajat si respectiv, lungimea corespunzatoare a aductiunii.

Cele mai mari concentrari ale caderii sunt date de cascade. Caderi msemnate se pot obtine in cazurile in care aductiunea taie cotul unui rau - atunci diferenta dintre L_r §i Lh este mare.   

Dupa modul de:obtinere a caderii se pot distinge trei tipuri de amenajari hidroelectrice:

1. Amenajari baraj, la care intreaga cadere se realizeaza de baraj, centrala fund situata in baraj .sau langa acesta. In cazul marilor fluvii caderea este in general mai mica iar centrala se amplaseaza pe acelasi front cu barajul; acestea se numesc amenajari hidroenergetice fluviale.

2. Amenajari cu derivatii, la care intreaga cadere se obtjine prin aductiune. Barajul nu are rolul de a spori caderea ci pe eel de a facilita dirijarea apei raului pe aductiune.

3. Amenajari cu baraj si derivable, la care atat barajul cat si aducljiunea con­cura pentru realizarea caderii.

Transformarea energiei hidraulice in energie electrica necesita un numar mare de constructii si instalatii hidroenergetice dispuse pe o lungime mare a cursu-lui raului, iar m numeroase cazuri si pe rauri invecinate. Din aceasta cauza se considera ca denumirea cea mai adecvata pentru totalitatea constructiilor si instalatiilor care concura la transformarea energiei hidraulice in energie electrica este aceea de amenajare hidroelectrica (A.H.E.). Denumirile de centrala hidro-electrica (C.H.E.) sau uzina hidroelectrica (U.H.E.) se vor folosi in continuare pentru acea parte a amenajarii care cuprinde principalele echipamente hidrome-canice si electrice care transforma succesiv energia hidraulica in energie mecanica si apoi electrica.

LOCUL CENTRALELOR HIDROELECTRICE IN SISTEMUL ENERGETIC

Problema de baza a amenajarilor hidroenergetice consta in proiectarea unei insta-latii sau a unui grup de instalatii care sa produca energie electrica atunci cand aceasta este ceruta, la un pret economic si intr-un mod care sa utilizeze cat mai eficient debitul de apa disponibil.

Puterea ceruta intr-un sistem energetic national variaza de la un moment la altul, fund determinata de sarcina totala pe care consumatorii o solicita in orice moment de la instalatiile de producere. Astazi cerintele de putere (de energie) ale unui sistem energetic, sunt deservite de trei tipuri de centrale electrice. Primul este constituit de centrale termice care folosesc combustibili fosili - carbune, gaz, petrol; al doilea tip este reprezentat de centralele nuclearo- electrice (care in esenta sunt tot niste centrale termice) care se bazeaza pe procesul de fiziune nucleara; al treilea tip - centralele hidroelectrice - se bazeaza pe energia apelor. Centralele electrice de toate tipurile sunt legate impreuna prin liniile de transport al energiei electrice in sisteme energetice cuprinzand regiuni, tari sau grupuri de tari. Si Romania are un sistem energetic national care la randul sau este conectat la sistemul energetic european.

Revenind la variatjiile de sarcina care apar intr-un sistem energetic datorita consumului neuniform in timp, daca se inregistreaza pe o diagrama aceste sarcini pentru fiecare ora din cursul zilei, se va constata ca. exista varfuri bine defi­nite, adica perioade in care cererea este foarte mare, precum si perioade cu sarcina redusa [3,4]. Daca inregistrarea curbelor zilnice de sarcina se face in tot cursul unui an, varfurile zilnice se vor repeta in fiecare zi, insa vor diferi m ceea ce priveste marimea lor, crescand in anumite perioade ale anului si scazand in altele, rezultand astfel varful anual. Se vor putea observa de aseme-nea efectele fiuctuatiilor factorilor climatici si ale sarcinilor relativ reduse de la sfarsjtul saptamanii. Daca inregistrarea curbelor de sarcina continua pentru un sir de ani, se va constata ca varful anual este o caracteristica care apare regulat. Variatiile continue de sarcina reflecta viata sociala si economica a populatei pre­cum si variatiile sezoniere de temperatura. Intr-o tara aflata in dezvoltare se va putea constata o crestere, atat a varfurilor de sarcina, cat si a consumului mediu.

Fig.1-1 graficul zilnic de sarcina energetica: A-zona de baza; B-zona de semivarf; C-zona de varf.

In fig. 1.1 este reprezentata curba de sarcina zilnica pt. un sistem energetic national - asemanator celui al Romaniei. O astfel de curba de sarcina are in general doua varfuri - un varf de dimineata si un varf de seara, mai accentuat - precum si doua inrtervale de sarcina mica - un minim de noapte, mai accentuat si cu durata-mai mare (golul de noapte) sj un minim mai putin accentuat in orele dupa-amiezij - ale carer forme, amplitudini, durate si cuccesiuni orare variaza in cursul lunilor anului. Sarcina minima din orele de noapte coboara pana la 7075% din sarcina de varf de seara.

Curbele de sarcina din zilele de repaus au o forma deosebita, cu un singur varf de seara, a carei valoare maxima reprezinta 7080% din varful maxim al zilelor de lucru. In cursul zilei, sarcina la golul de   dupa - amiaza scade pana la 5060% din varful zilelor de lucru §i la fel In noptile care urmeaza dupa zilele de repaus.

Coordonatele verticale ale curbelor de sarcina reprezinta valorile puterii apro-ximate, in unitati de putere (wati sau multipli, cel mai adesea KW sau MW). Aria suprafetei cuprinse sub curba de sarcina reprezinta cantitatea de energie, masurata in KWh sau MWh.

POTENTIALUL HIDROENERGETIC AL ROMANIEI

In Romania, studiul sistematic al potentialului hidroenergetic a inceput in anul 1950 si a permis determinarea principalelelor categorii de potential. Astfel, potentialul teoretic de suprafata din precipitatii este de circa 230 TWh iar eel al scurgerii, de 90 TWh.

Potentialul teoretic liniar calculat pe aproape 25.000 km in lungul princi-palelor rauri se prezinta astfel:

La debite medii: 70 TWh, din care 51,57 TWh pe raurile interioare si 18,5

Tab. 2.3    Fluvii cu potential hidroenergetic ridicat

Cursuri de apa	Debit med. la varsare [m 3 /s]	Pot. hidr. [TWh/an]
		Total	Amenajat
Zair
Yangts a
Brahmaputra
Parana
Jenisei
Zambezi
Columbia
Angara
La Grande
Tocantis
Sao Francisco
Sf. Laurentiu
Churchil
Dunarea
Volga
Manicouagan
Rhon
Rhin
Tennessee
Nipon

Tab. 2.4    Productie de energie hidroelectrica in anul 1992

Continent	Capacitate AHE		Gr. de valorif a pot. hidr.[%]	Pond. en. hidr. in prod. :tot. [%].
	P [mii MW]	Prod. [TWh]
Africa
Am. de N
Am. de S
Asia
Europa
Austalia
Total

TWh pe Dunare.

- La debitul cu asigurarea de 95%: 18,4 TWh, din care 11,5 TWh pe raurile interioare si 6,9 TWh pe Dunare.,

Potentjialul tehnic amenajabil a crescut de la 36 TWh la 40 TWh, datorita mbunata^irii schemelor de amenajare. Din aceasta valoare, 28,4 TWh revin AHE pe raurile interioare si 11,6 TWh amenajarilor de pe Dunare.

In tabelul 2.5 se prezinta valorile diferitelor categorii de potential hidroenergetic pe principalele bazine hidrografice.

Tab. 2. Potential hidroenergetic al bazinelor hidrografice din Romania

Bazinul	A [km2]	Pot. teor.			Eta [GWh]	Amen. '85 [GWh]
		Ep	Es	El
Tisa Somes
Crisuri  . '
Mures
Timis Nera
Cerna Jiu
Olt
Arges-Dambovita lalomita
Siret
Prut
Dobrogea Microhidrocentrale
Total rauri int.
Dunarea
Total general

Pe ansamblul tarii, compararea diferitelor categorii de potential se va face numai pentru partea aferenta raurilor interioare, deoarece la Dunare o parte importanta a debitului se formeaza in amonte. Astfel:

- potentialul teoretic al scurgerii reprezinta 39,1% din potentialul teoretic de precipitatii;

- potentialul teoretic liniar al raurilor interioare reprezinta 57,2% din potentialul scurgerii si 22,4 % din potentialul de precipitatii;

- potentialul tehnic amenajabil al raurilor interioare reprezinta 55,1% din potentiatlul teoretic liniar, 31,6% din potentialul scurgerii si 12,5% din potentialul din precipitantii;

- fluviul Dunarea prezinta un potential insemnat si anume 29% din potenjialul tehnic amenajabil al tarii.

Valorificarea potentialului hidroenergetic al tarii, cu toate ca a inceput inca de la sfarjjitul secplului trecut, s-a dezvoltat foarte lent, astfel ca in amil 1950 puterea tuturor AHE era de 60 MW, reprezentand 8% din putera §i productia tuturor centralelor electrice din tara. Dupa anul 1950, ponderea puterii si productiei de energie In AHE a crescut rapid ajungand la 16% din productia de energie in 1984, care a fost un an secetos.

Ponderea puterii AHE In puterea instalata totala, este de 21,6% (4062 MW), adica mai mare decat ponderea energiei hidroelectrice. Aceasta se datoreaza faptului ca majoritatea AHE de pe raurile interioare au fost dimensionate ca centrale de varf, preluand acoperirea zonei variabile a curbelor de sarcina si asigurand prin aceasta o functionare continua si economica a marilor centrale termoelectrice.

Gradul de amenajare a potentialului hidroenergetic tehnic amenajabil al tarii, era la sfarsitul anului 1985 de 50%.

IDEEA DE B AZA A FOLOSIRII ENERGIEI APELOR

In conditii naturale, energia unui curs de apa se disipeaza pe lungimea cursului sau. Pentru a face ca un curs de apa sa lucreze pentru om este necesar sa se concentreze caderea de pe un anumit sector intr-o singura sectiunie a raului si apoi sa se realizeze transformarea energiei potentiate a apei - prin cadere -trecand printr-o turbina; aceasta transforms energia hidraulica in energie mecanica si mai departe, prin intermediul generatorilor, in energie electrica.

Deci, ideea de baza a folosirii energiei apei consta in crearea unei concentrari a caderii cursului de apa intr-o sectiune.

Caderea poate fi creata in mai multe feluri, dar practic se folosesc doua procedee. Unui consta in constructia unui baraj pentru a crea o acumulare de apa, iar celalalt consta in devierea unei parti din debitul raului printr-o aductiune (derivatie) cu panta foarte mica pana in dreptul cladirii hidrocentralei. In am-bele cazuri exista mai multe variante si solutii de realizare a ideii de concentrare a caderii. Aceste variante si solutii, le vom numi scheme de amenajari hidroenergetice.

SCHEME DE AMENAJARI HIDROENERGETICE

O idee despre modul cum un baraj poate crea o cadere pentru o hidrocentrala se poate exemplifica prin schema din fig. 3.1 [1]. Pe sectorul de rau AB unde exista o diferenta de nivel HAB se poate crea o acumulare cu baraj in sectiunea B. In felul acesta toata caderea HAB este concentrata in puntul B.Partea amenajata din amonte de baraj constituie bieful amonte, iar partea amenajata din aval -bieful aval.

Baraj pentru concentrarea caderii: 1 - baraj; 2-CHE; 3 - albia naturala

Caderearealizata H, este ceva mai redusa decat HAB din cauza curbarii usoare a suprafetei apei la coada lacului de acumulare. Se poate spune ca h =HAB -H este pierderea de cadere datorata miscarii apei in bieful amonte.

Desigur, a construi un baraj care sa valorifice caderea naturala a unui rau de la izvoare pana la varsare sau chiar pe sectoare ceva rnai reduse, este imposibil. Dar exista solutjia de a imparti cursul raului in cateva sectoare avantajoase din punct de vedere energetic si de a construi barajele la capatul fiecarui sector, obtinandu-se o schema in cascada (fig. 3.2.). In felul acesta fiecare baraj poate avea o cadere de pana la 30 40 m pe cursul inferior al raurilor si pana la 200 m in sectoarele de munte.

In toate cazurile in care concentrarea caderii se face printr-un baraj, centrala hidroelectrica (CHE) poate fi amplasata m corpul barajului, in prelungirea barajului (pe unul din maluri) sau imediat in aval de baraj.

Pentru raurile de munte, care au un debit relativ scazut si o panta considerabila, realizarea unei derivatii reprezinta o soluble mult mai avantajoasa. Derivatia se poate realiza printr-un canal deschis sau printr-un tunel cu suprafata libera (fig. 3.3.), printr-un tunel sub presiune (fig. 3.4.) sau printr-o galerie (conducta) fortata scurta (fig. 3.5.) [10, 11, 15]

Fig. 3-2    Amenajare hidroenergetica in cascada (sau trepte)

De asemenea, derivatia se poate realiza din bazinul unui rau situat la o cota mai inalta in bazinul unui rau invecinat situat la o cota mai joasa (fig.3.6.).

In afara hidrocentralelor conventionale care utilizeaza direct energia hidraulica a raurilor, mai exista si amenajari hidroenergetice mareo-motrice (fig.3.7.) pre-cum §i centrale hidroelectrice cu pompaj (fig.3.8.) [13,18].

Hidrocentralele mareo-motrice folosesc efectele fenomenelor de flux §i reflux care se produc de doua ori pe zi datorita atractiei Lunii si Soarelui. In anumite zone de coasta de pe glob diferenta maxima de nivel dintre flux §i reflux este de 10-15 cm. Daca exista conditii naturale favorabile sub forma unui golf pentru a construi un baraj ce separa golful de mare, acolo se poate amplasa si hidrocentrala.

MODUL DE ELABORARE A SCHEMELOR

DE AMENAJARE

Marea diversitate a conditiilor naturale face posibila stabilirea numai a unor orientari generale in stabilirea schemelor hidroenergetice.

Principalele orientari, din punct de vedere hidroenergetic, in stabilirea schemelor de amenajare, sunt:

-folosirea complexa a resurselor de apa a bazinului hidrografic,atat pentru producerea de energie electrica cat si pentru alte cerinte (alimentari cu apa, irigatii, atenuarea viiturilor, navigatii etc.);

Fig. 3-3 Arnenajare hidroenergetica cu derivable deschisa

Fig. 3-4 Amenajare hidroenergetica cu derivable sub presiune

Fig.3-5 Scema hidroenergetica cu baraj si derivatie scurta

Fig.3-6 Schema hidroenergetica cu 2 bazine vecine

Fig.3-7 Centrala hidroelectrica mareomotrica

Fig.3-8 Centrala hidroelectrica cu pompaj

- utilizarea maxima a potentialului hidroenergetic; -

- valorificarea cat rnai economica a potentialului hidroenergetic;

- valorificarea optima a potentjialului hidroenergetic.

Un mare rol in elaborarea schemelor de amenajari il au cerintele de apa ale folosintelor neenergetice; acestora li se da de multe ori prioritate. Pentru val­orificarea maxima a resurselor de apa, este rational ca folosintele de apa sa fie dispuse in lungul raului. Schemele eele mai eficiente sunt cele care semscriu eel mai bine in conditiile naturale specifice ale bazinelor hidrografice.

Elementul determinant in elaborarea schemei de amenajare a unui rau il con-stituie amplasamentele posibile de realizare de baraje cu lacuri importante pentru regularizarea debitelor [4,9,13]. Luarea in considerare a regimului hidrologic al raului, a cerin^elor de.apa §i a potentialului hidroenergetic permite estimarea volumului minim al lacului de acumulare.

Cu lacurile de acumulare selectionate se stabilesc mai multe variante de scheme cu lacuri de acumulare in diferite amplasamente si de diferite volume. Din punct de vedere energetic este deosebit de util sa se dispuna de un lac important pe cursul superior, amonte de zona cu potentialul hidroenergetic e mai ridicat, care sa asigure regularizarea debitelor pentru toate C.H.E. din aval (ex. AHE de pe Arges, Bistrita, Lotru).

Volumul lacului trebuie sa fie corelat cu debitele afluente. Daca sunt amplasa­mente favorabile care permit lacuri de acumulare cu volume mari, dar debitul afluent este redus, este bine totusj sa se mareasca volumul de apa afluent m lac, apeland la derivari de debite din rauri invecinate.

Concentrarea debitelor de pe mai multe rauri invecinate in unul singur con­duce la cre§terea potentialului energetic al acestuia. Debitul mediu rezultat in urma derivarilor creste fara a spori insa si debitul maxim care la raurile derivate este lasat sa se scurga pe vechea lui albie, astfel ca AHE ramane cu aceeasj evacuatori de ape mari ca si in cazul schemei fara derivari, in conditiile unui debit mediu sporit.

O alta problema importanta pentru schemele de amenajare o constituie numarul de trepte in care se imparte caderea totala de care dispune raul. Fractionarea caderii totale se poate face intr-un numar mai mare de trepte dar de putere mai mica sau in mai putine trepte dar de putere mai mare. O concentrare mai mare a caderii se poate realiza prin construirea de baraje inalte sau de aduc^iuni lungi. Concentrarea potentialului hidroenergetic in AHE de mare putere are ca rezultat imbunatatirea indicatorilor tehnico - economici ai amenajarii.

Concentrarea debitului si a caderii in AHE putine ca numar dar de putere mare diminueaza insa gradul de utilizare a potentjialului hidroenergetic al raului. In situatiile in care raurile nu se justifica economic a fi amenajate in bazin propriu derivarea lor mareste potentialul hidroenergetic economic amenajabil.

Realizarea unor aductiuni principale lungi nu permite valorificarea debitului format pe diferenta de bazin dintre amplasamentul barajului §i cel al centralei. Aceasta deficienta poate fi partial mediata prin capt area unor aflueriti de pe versantul m care este realizata galeria de aductjiune sau prin pomparea debitelor formate pe diferenta de bazin. Din aceasta cauza, in elaborarea schemelor de amenajare trebuie sa se acorde o atentie deosebita derivatiilor secundare si ipartirii in trepte de amenajare a raului [4,5].

In cazuJ raurilor invecinate care pot fi derivate in amenajarea principala, trebuie sa se studieze at at amenajarea lor independents cat si in cadrul amenajarii principale, precum si eficienta economica in cele doua situatii.

Impartirea in trepte se studiaza pentru fiecare sector de rau in parte. Solutiile posibile sunt in general determinate de conditiile topografice si geologice si de puncte obligate, ca amplasamente naturale pentru diferite uvraje hidroenergetice, puncte de confluenta cu afluenti importanti, localitati etc.

Pe cursul inferior al raurilor se pot realiza trepte de caderi mici si mijlocii care prezinta numeroase restrictii datorita localitatilor, cailor de comunicatie, terenurilor agricole etc. In aceste zone este indicat sa se tipizeze pe cat posibil caderile si sa se dimensioneze A.H.E. la acela§i debit instalat, ceea ce prezinta numeroase avantaje in constructie si exploatare [12].

LACUL DE ACUMULARE.CLASIFICAREA ENERGETICA A LACURILOR DE ACUMULARE

Lacul de acumulare, ca parte constitutiva a unei amenajari hidroelectrice, are o importanta primordiala asupra puterii, marimii si distribuite in timp a productiei de energie electrica. El infiuenteaza asupra debitului si asupra caderii amenajarii, deci asupra energiei produse. Prin regularizarea debitelor in lac se realizeaza o redistribire a acestora (in timp), acumulandu-se apa in perioadele cu ape mari si utilizand-o apoi in cele secetoase. Variable de nivel al apei in lac, determinate de regularizarea debitelor, au ca rezultat oscilatii ale caderii AHE.

La amenajarile hidroelectrice, pozitia lacului in cadrul schemei determina sistemul de regularizare a debitelor [ 16, 22], In felul acesta vom avea:

a) Lacuri cu regularizare directa, la care regularizarea se efectueaza de lacurile proprii ale AHE, legate direct de CHE (fi.g.4.1).

b) Lacuri cu regularizare prin compensare. Regularizarea se realizeaza de lacuri importante situate in amonte, separat de priza amenajarii, pe raul principal sau pe unul din afluentjii lui (fig. 4.2)

Regularizarea prin compensare apare frecvent la AHE in cascada care dispun de un lac important in amonte. Lacurile mai mici din aval de lacul principal asigura debitele necesare pana la venirea debitului regularizat din amonte, iar m anumite cazuri realizeaza regularizarea debitelor pe diferenta de bazin.

c) Lacuri pentru regularizare de redresare, care au scopul de a transforma debitele foarte variabile ale AHE, in debite constante, regularizarea fiind realizata de lacuri amplasate in aval de centrala.

La amenajarile in cascada care dispun de mai multe lacuri de acumulare, se intalnesc sisteme complexe de regularizare a debitelor, dintre care principalele sunt :

Lac de regularizare directa: 1 - lac de acumu-lare; 2 - aductiune; 3 - lac de redresare; 4 - albie naturala

Lac cu regularizare prin compensare: 1 - lac de acumulare; 2 - aductiune; 3 - lac de redresare; 4 - albie naturala; 5 - lac de compensare

d) Regularizarea repetata directa corespunde situa^iei in care mai multe lacuri de acumulare importante amplifica regularizarea debitelor in acelasi sens.

e) Regulanzarea inversa are loc atunci cand lacul sau lacurile din aval regularizeaza debitele in sens invers decat cele din amonte. Astfel, cursul superior este utilizat pentru regularizarea preponderent energetica, in timp ce cursul inferior, pentru irigatii. Graficele de regularizare sunt total diferite: unele pentru ener­getica si altele pentru irigatii.

In amenajarea integrala si completa a raurilor pot aparea sisteme deosebit de complexe rezultate din combinarea variantelor prezentate.

NIVELURILE CARACTERISTICE ALE LACULUI DE ACUMULARE.

Nivelurile caracteristice ale lacului de acumulare se exprima de obicei in cote absolute (metri deasupra nivelului marii) sau in cele relative (raportate la cota talvegului). In general se disting urmatoarele niveluri caracteristice [22] (fig. 4.4):

. Nivelul talvegului (NT), reprezentand cea mai redusa cota a terenului in cuveta lacului de acumulare.

. Nivelul golirii de fund, NGE, reprezentand cota marginii inferioare a celui mai coborat orificiu de evacuare a apei din lac. Acest iiivel reprezinta nivelul minim la care se poate cobori apa in lac, prin uvrajele existente ale acumularii.

. Nivelul prizei de apa (NP), care este nivelul la marginea inferioara a orificiilor prin care se preleva debite de apa din acumulare pentru folosinte. Acest nivel corespunde cotei minime pana la care poate fi coborata apa in lac astfel incat volumele de apa captate sa mai poata fi utilizate.

. Nivelul minim tehnic (NmT) reprezinta cota minima la care functioneaza priza in conditii de siguranta.

. Nivelul minim energetic (de exploatare, NME) corespunde nivelului minim de exploatare normala a lacului.

Fig. 4-4    Niveluri caracteristice in lacurile de acumulare

Nivelul normal de retentie (NNR) sau nivelul maxim normal, reprezinta nivelul cel mai ridicat al apei de acumulare in cursul unei exploatari normale, exclusiv perioadele de viitura.

Nivelul crestei deversorului (NCD) reprezinta cota cea mai coborata la care este posibila evacuarea unor debite prin descarcatorul de suprafata al acumularii. La unele acumulari NCD = NNR.

Nivelul crestei stavilelor (NCS) de pe deversor apare numai in cazul acumularilor cu descarcator control at §i reprezinta nivelul maxim pana la care este posibila retinerea apei in lac fara deversare.

Nivelul maxim,de retentie (NMR) sau nivelul maxim extraprdinar reprezinta nivelul cel mai ridicat la care poate ajunge apa in perioadele de ape mari. In general se indica nivelul maxim al apelor la probabilitatea de dimensionare si la cea de verificare a sigurantei constructiei; peste acest nivel se mentine o inatime de garda (de siguranta).

. Nivelul coronamentului barajului (NCB) este nivelul crestei barajului. Daca creasta barajului nu este orizontala, se ia in considerare cota cea mai coborata a crestei.

. Nivelul centrului de greutate al lacului, care reprezinta nivelul corespunzator la 50% din volumul util al acumularii.

Nivelurile enumerate mai sus determina volumele caracteristice ale lacului de acumulare, si anume:

. Volumul de protectie impotriva viiturilor V_at, delimitat de NMR §i NNR (sau NCD).

. Volumul util al lacului V_u, cuprins intre NNR si NmE, care poate ft utilizat pentru regularizarea energetica a debitelor.

Volumul utilizabil V_ut, cuprins mtre NNR si NmT.

Volumul rezervei de fier V_rf, delimitat de Nmt si NP.

Volumul mort V_m, situat sub NP.

. Volumul util total V_UT, care este constituit de volumul util V_u si de cel de protectie impotriva viiturilor:

VUT= V_U + V_at (4.7)
Volumul total al lacului Vy,este volumul corespunzator NNR:

V_T = V_m + V_rf + V_ut (4.8)
Volumul maxim V_max, corespunde nivelului maxim, adica: Vmax = vt + Vat (4.9)