Captarea Apelor de Suprafață

CAPITOLUL I

1. Captarea apelor de suprafaţă

Sursele de apă subterană reprezintă soluţia preferabilă din punct de vedere calitativ, mai ales pentru alimentările cu apă potabilă.

Debitele mereu crescânde necesare oraşelor şi în special marilor indus¬trii conduc la utilizarea apelor de suprafaţă, care oferă debite importante faţă de sursele subterane, însă o apă calitativ inferioara, cu variaţii de tem¬peratură sezoniere şi care necesită o serie de corectări ale calităţilor în func¬ţie de utilizarea în diferite scopuri.

O caracteristică constructivă a captărilor de apă de suprafaţă este că acestea, spre deosebire de captările din subteran, nu permit extinderi progre¬sive cu investiţii reduse şi trebuie construite de regulă de la început pentru captarea debitului final.

Din acest motiv captările de apă de suprafaţă se proiectează pe baza unui studiu amănunţit al nevoilor de perspectivă şi cu luarea în consideraţie a tuturor folosinţelor interesate din zonă: energetice, hidraulice, de alimen¬tări cu apă pentru centre populate şi industrii, agricole, piscicole, de naviga¬ţie, turistice, având la bază prevederi largi privind posibilităţile de ex¬tindere şi de utilizare, pe perioade lungi de exploatare.

Captările de apă de suprafaţă sunt de diferite tipuri, diferenţiate şi după caracteristicile surselor de apă: rîuri, lacuri şi mări.

Râurile sunt caracterizate prin fenomenele de curgere, turbidilale ridi¬cată, forma caracteristică a albiei, variaţia debilelor şi a nivelurilor, feno¬menele de iarnă, scurgerea gheţurilor şi sloiurilor, instabilitatea în timp a traseului, variaţii mari de temperatură.

Lacurile sunt caracterizate in general printr-un conţinut mai redus de suspensii, variaţii mai mici de temperatură, însă fenomene mai accentuate de dezvoltare a faunei şi florei, care de multe ori duc la apariţia gustului şi mirosului neplăcut al apei.

Apa mării se caracterizează printr-o mineralizare puternică care o face agresivă faţă de metale şi betoane, şi prin valurile care solicită puternic construcţiile aflate în vecinătatea suprafeţei apei.

Captările de apă de suprafaţă sunt de regulă construcţii complexe care implică pe lângă lucrările propriu-zise de captare şi o serie de lucrări auxiliare, uneori de valoare mare, desfăşurându-se pe zone foarte întinse.

O schemă completă de captare cuprinde:

- lucrări de asigurare a debitelor şi nivelurilor, praguri de fund, baraje de acumulare.

- lucrări de amenajare, a zonei de cuplare, diguri pinteni., apărări de mal, apărări ale fundului râurilor.

- captarea compusa în general din priza de apă. reprezentând clericului prin care apa intră în camera de captare, în general ferestre prevăzute cu grătare, camera de captare, site, deznisipatoare şi staţii de pompare.

Amploarea acestor lucrări depinde de cazul concret de captare, unele dintre ele putând să lipsească din schemă.

1.1. Studii necesare pentru captarea apei de suprafaţă

Proiectarea captărilor de apă de suprafaţă este precedată de anumite studii. Primul este studiul hidrologic şi stabileşte:

- bilanţul general de gospodărire a apelor, de constatare a regimului modificat de scurgere.

- debilele minime, de iarna şi de vară, cu asigurările corespunzătoare con¬sumatorilor, pentru industrii importante 97%, pentru oraşe mari 95%, pen¬tru oraşe mijlocii 90%, pentru agricultură şi piscicultura 80%. Aceste de¬bite se determină fie prin metoda calculului statistic asupra unor măsurători zilnice pe minimum 15 ani, fie pe bază de calcule indirecte, folosind analogii hidrologice, formule empirice, verificate prin măsurători directe pe cel puţin 1 an.

- debitele maxime de asigurare corespunzătoare clasei de importanţă a lucrării.

- hidrograful debitelor medii lunare, pe minimum 15 ani folosind metoda directă, când se dispune de măsurători pe această perioadă completând even¬tualele valori lipsă prin corelaţii, sau consultându-se materialul hidrometric de care se dispune şi indicându-se caracterul debitelor în funcţie de regi¬mul hidrologic al sursei şi în funcţie de graficul necesarului de apă.

- nivelurile în secţiunea captării, corespunzătoare diferitelor debite carac¬teristice, cheia limnimetrică are la bază măsurători directe pe o perioadă de cel puţin 1 an.

- studiul fenomenelor de iarnă: regimul de scurgere a gheţurilor, cu durata scurgerii lor, existenţa şi durata podului de gheaţă, posibilitatea îngheţării complete, date asupra zăpoarelor şi zaiului, gheaţa se formează pe râu la viteze sub 0,80 m/s, iar grosimea stratului de gheaţă poate ajunge, în condiţiile de la noi din ţară, la 30 - 40 cm).

- date asupra debilului solid in suspensie şi a debitului solid târât, pe baza unui studiu care să cuprindă cel puţin 3 măsurători executate la ape mari, pe o perioadă de cel puţin 1 an, studiul măsurătorilor de suspensii trebuie să cuprindă curbele procentuale de decantare, în funcţie de timp, a apei fără coagulant şi cu doze de coagulant crescânde, cuprinse de obicei între 20 şi 100 mg/l.

- date asupra stabilităţii albiei râurilor în sectoarele de captare: erodări, depuneri, efectele lucrărilor existente de regularizări sau consolidări ale albiei.

- bilanţul general al aportului din ape de suprafaţă pentru lacuri, preci¬pitaţii, izvoare, restituţii şi pierderi prin evaporaţie, infiltraţii, captări exis¬tente, goliri.

- date asupra surselor de impurificare artificială a râurilor sau lacurilor, descărcări de ape de canalizare de la oraşe şi industrii, cu debitul lor.

Al doilea este cel hidrochimic prin care se stabilesc următoarele:

- caracteristicile fizice, chimice, biologice şi bacteriologice ale apei, acestea se fac la niveluri mici, medii şi mari şi se urmăreşte de asemenea variaţia oxi¬genului dizolvat în apă.

- bilanţul oxigenului biochimic necesar, pe bazin, până în secţiunea de captare.

- agresivitatea apei asupra materialelor de construcţii, oţel, beton şi mă¬suri pentru protejarea construcţiilor, contra coroziunii.

Al treilea studiu este cel topografic prin care se stabilesc în special:

- forma în plan a traseului albiei minore cu indicarea talvegului.

- profilurile longitudinale ale râului în zona de captare.

- profilurile transversale caracteristice prin albia minoră şi majoră, în zona prizei şi în zonele în care se realizează lucrări de stabilizare a albiei, pe aceasta se indică şi nivelurile caracteristice ale râului, minime, medii, maxime, la asigurările de calcul.

Un alt studiu este cel geotehnic prin care se stabilesc condiţiile de fundare ale lucră¬rilor de captare. Studiile se fac prin foraje care trebuie duse până la roca de bază nedegradată. Studile de laborator pe model se fac pentru stabilirea detaliilor constructive ale captării.