Amenajarile hidrotehnice de pe valea lotrului

FACILITATILE DE CONSTRUCTIE A AMENAJARILOR HIDROTEHNICE DE PE VALEA LOTRULUI

Realizarea amenajarilor hidrotehnice de pe valea Lotrului a beneficiat de potentialul natural favorabil acestor constructii.

Substratul geologic nu pune probleme din punct de vedere geotehnic, atat litologia (predominarea rocilor cristaline), cat si tectonica (absenta accidentelor tectonice majore) facilitand constructia componentelor principale ale acestui tip de amenajari (baraje, aductiuni, centrale electrice). De asemenea caracteristicile hidrogeologice impuse de factorul geologic nu necesita abordari speciale din punct de vedere tehno-constructiv. In plus, rocile specifice zonei au oferit surse facile de materiale de constructie exploatate in numeroase balastiere.

Caracteristicile geomorfologice ale Vaii Lotrului detin un potential remarcabil pentru amenajari hidrotehnice destinate productiei de hidroenergie gratie energiei de relief ridicate si pantelor mari ale talvegurilor raurilor. In acest context solutia centralelor hidroelectrice pe derivatie s-a impus de la sine, caderile brute obtinute pe distante relativ scurte permitand obtinerea unor cantitati mari de energie.

Caracteristicile climatice, specifice masivelor inalte ale Carpatilor Meridionale, ofera conditii optime pentru amenajarile hidrotehnice de lacuri de acumulare datorita unui stoc mediu anual de apa ridicat. Aceasta este o consecinta directa a regimului bogat in precipitatii lichide si solide (25-30 l/s/km²), precum si a evaporarii specifice altitudinii maxime de peste 1800 m, de unde isi aduna apele raurile amenajate.

Climatul montan exercita influente asupra unor parametri tehnici ai barajelor, aductiunilor, centralelor hidroelectrice (de exemplu: temperatura aerului cu implicatii asupra temperaturii betoanelor, fenomenele atmosferice precum chiciura cu influenta asupra starii retelelor de conductori aerieni, etc.).

Caracteristicile hidrologice determina posibilitatea realizarii unor lacuri de acumulare cu volume mari de apa si regim de regularizare sezonier sau anual. Debitele medii anuale ale raurilor amenajate permit solicitarea anuala la maxim a capacitatii de umplere a lacurilor.

Etajul de vegetatie in care sunt amplasate lacurile de acumulare si cea mai mare parte a bazinelor de receptie ale acestora este etajul forestier, care impune o dinamica echilibrata a proceselor de eroziune. Aceasta se rasfrange in scurgerea solida medie anuala ce determina un ritm scazut de colmatare, fapt care conduce la premisa unei exploatari fara probleme pe termen indelungat (de ordinul sutelor de ani) pentru marea majoritate a lacurilor de acumulare.

Prin prisma celor prezentate se poate admite ca in bazinul Lotrului principalele componente naturale de mediu ofera conditii propice pentru amplasarea de amenajari hidroenergetice.

Clima, in special prin valorile precipitatiilor medii anuale, introduce in regimul scurgerii de suprafata cantitati importante de apa, care pot fi stocate in lacuri de acumulare cu volume mari.

Rolul climei in evolutia amenajarilor hidrotehnice se poate determina comparand alte lucrari din strainatate in care efectul termic al aerului este mai putin simtit, pe cand in Romania amplitudinile termice destul de mari imprima o solicitare in plus a barajelor, fapt de care trebuie tinut seama.

Amenajarile hidrotehnice de pe Valea Lotrului

Definirea si clasificarea constructiilor

hidrotehnice din zonele montane

         Amenajarile hidrotehnice sunt lucrari complexe care se executa fie prin folosirea resurselor de apa in diverse scopuri, fie pentru combaterea efectelor lor distructive.

           Constructiile ingineresti care intra in contact nemijlocit cu apa si care alaturi de alte constructii, echipamente si instalatii cu caracter mecanic sau hidrotehnic, poarta denumirea de constructii hidrotehnice.

           Constructiile hidrotehnice sunt conditionate in mare masura de factorii locali (caracteristicile geologice, geotehnice si hidrogeologice ale terenului, elemente de hidrologie, de clima etc.) care nu pot fi cunoscuti si stapaniti in cele mai bune conditii deoarece prezinta mare variabilitate in spatiu si timp, iar hidrologia are un caracter aleatoriu.

Componentele amenajarilor si rolul lor:

Barajele

Definitie: Barajele reprezinta constructii hidrotehnice situate transversal pe canalul de aductiune cu rolul de a ridica si controla nivelul apei in amonte sau de a realiza acumularea unui volum de apa in bief (presupun un ansamblu de lucrari in amonte / aval de un punct pe un canal de aductiune)

Clasificare:

a) Dupa scop:

1. Baraje de acumulare – sunt baraje de inaltime mare, situate in zone muntoase care realizeaza in amonte acumulari de mare capacitate cu scopul regularitatii debitelor, alimentarii cu apa a populatiei, industriei sau/si scopul producerii energiei electrice.

2. Baraje de retentie – sunt baraje de inaltime mica, cu scopul de a realiza in amonte un nivel d apa necesar pentru derivarea acestei a pe o albie artificiala sau care sa permita prelevarea din loc a debitului necesar; nu presupune acumulari mari de apa; se realizeaza pe cursurile mijlocii si inferioare ale raurilor.

b) Dupa structura :

1. Baraje fixe.

1. Baraje mobile.

c) Dupa materialele utilizate:

1. Baraje din beton si beton armat.

2. Baraje din piatra (anrocamente).

d) Dupa cum transmit solicitarile terenului de fundatie:

1. Baraje de greutate.

2. Baraje cu contraforti.

3. Baraje in arc.

e) Dupa cum se face descarcarea debitelor maxime:

1. Baraje deversate peste corpul barajului.

2. Barajele nedeversate – descarcarea se face prin constructii prin sau langa corpul barajului.

Rolul functional al barajului.

realizarea cu costuri minime a conditiilor de nivel a volumului de apa dorite de beneficiar.

permiterea tranzitarii dinspre amonte spre aval se realizeaza cu ajutorul unor constructii si statii speciale – descarcatori de ape mari;

preluarea si transmiterea terenului de fundatie a sarcinilor normale si accidentale in conditii de stabilitate pentru constructie;

asigurarea golirii in timp relativ scurt a lacului pentru necesitati de revizie/reparatii prin golirile de fund, in corpul barajului/versant;

asigurarea stabilitatii constructiei in cele mai defavorabile ipoteze de functionare;

asigurarea impermeabilitatii terenului de fundatie si a cuvetei lacustre;

asigurarea functionarii normale in orice moment a tuturor echipamentelor hidromecanice din dotare.

Descarcatoii de apa evacueaza apele mari si regleaza nivelurile in lac. Se realizeaza ca deversori de suprafata, situatii pe baraje sau pe versanti, deschideri sau orificii de fund, conducte si galerii de golire.

Prizele de apa, dispuse in baraj sau pe malurile raului barat, sunt destinate sa asigure captarea debitelor si conducerea lor in aductiune. Prin intermediul lor se combate patrunderea aluviunilor, a gheturilor si zaiului, a tuturor corpurilor si impuritatilor retinute de gratare.

Aductiunile au rolul de transporta debitele de ordinul zecilor sau sutelor de m³/s de la punctul de captare la camerele de cilindru.

Camerele de echilibru realizeaza legatura dintre aductiuni si galeriile fortate. Ele au rolul de a limita suprapresiunile dinamice provocate de variatiile de sarcina ale centralei la inchideri si deschideri ale vanelor.

Casele de vame, dispuse in general imediat in aval de camerele de echilibru, cuprind mecanismele de inchidere si deschidere a accesului apei spre centrala, ca si instalatiile de aerisire si control pentru conductele fortate.

Conductele sau galeriile fortate, cu unul sau mai multe fire, conduc apa spre camera de echilibru la centrala pe o diferenta de nivel mare si pe un traseu scurt in plan. Vitezele de curgere in aceste conducte sunt in general mari, de ordinul mai multor metri pe secunda.

Centralele hidroselective cuprind cladirile sau camerele in care instalate vanele de admisie, turbinele hidraulice, generatoarele electrice si alte instalatii si echipamente care transforma energia hidraulica in energie electrica.

Canalele sau galeriile de fuga conduc apele folosite de turbine spre punctele de restitutie in cursurile de apa.

 Localizarea si descrierea amenajarilor hidrotehnice de pe Valea Lotrului

Raul Lotru este unul din afluentii Oltului de o importanta deosebita deoarece in perioada de ape mici ii furnizeaza o treime din debite. Lotrul izvoraste de la o altitudine de peste 2100 m din Muntii Parang, dreneaza un bazin hidrografic cu o suprafata de 1024 km² si se varsa in Olt in dreptul localitatii Brezoi. Cantitatea bogata de precipitatii specifica zonei montane face ca debitul mediu multianual al Lotrului la varsarea in Olt sa atinga 18,7m³/s.

In anul 1966 a inceput amenajarea potentialului hidroenergetic al raului Lotru a carei valoare este estimata la:

   650 MW – capacitate instalata si

   1400 GWh/an – energia generata in anul mediu.

Amenajarea potentialului hidroenergetic a raului Lotru s-a realizat in perioada 1965-1985 implicand investitii si cantitati de lucrari deosebite.

Conditiile naturale favorabile au determinat inceperea lucrarilor in jumatatea de vest a bazinului raului Lotru, la altitudini cuprinse intre 1365 m d.M. si 450 m d.M. prin construirea uzinei hidroelectrice Ciunget. Acumularea volumului de apa necesar acestei amenajari hidroelectrice se realizeaza prin concentrarea in lacul Vidra a debitelor din bazinul propriu precum si a debitelor unor cursuri  de apa din bazinele limitrofe printr-un sistem complex de captari si derivatii.

Schema de amenajare bazata pe principiul modern al concentrarii de caderi si debite este favorizata de conditiile naturale avantajoase ale amplasamentului, conditii prezentate in capitolul anterior.

Elaborarea proiectului acestei scheme de amenajare a implicat un amplu program de studii si cercetari constand din: ridicari topogeodezice (triangulatii pe 1600 km², nivelmente pe cca. 600 km², planuri pe cca. 300 km²), studii si investigatii de teren 10200 m foraje, 4300 m galerii, 1700 m puturi de exploatare, un mare volum de incercari de laborator si in-situu, incercari pe modele, probe pentru determinarea chimismului apei, studii hidrologice si altele.

Schema de amenajare consta din doua parti distincte (fig. 20).

Derivatia principala prin care se amenajeaza caderea disponibila si se capteaza debitul de 4,3 m³/s e formata din barajul Vidra (anrocamente cu nucleu de argila), care creeaza o acumulare multianuala cu un volum total de 340 x 10⁶ m³, prize, galeria de aductiune lunga de 13,7 km, castelul de echilibru, casa vanelor fluture, galeria fortata lunga de 1,32 km, casa vanelor sferice, centrala subterana Ciunget (510 MW), sala transformatoarelor cu galeria de acces si galeria aferenta de cabluri, galeria de fuga si constructiile anexa.

Reteaua de captari si aductiuni secundare prin care se colecteaza atat apele din bazinul Lotru cat si prin bazinele raurilor invecinate ce sunt transportate gravitational sau prin pompaj in acumularea Vidra. Aceasta retea consta din 79 de captari, 4 baraje de beton in arc (Galbenu, Petrimanu, Balindru si Jidoaia) cu inaltimi intre 42 si 60 m, 2 km de galerii. Debitul mediu afluent in acumulare este majorat datorita acestor structuri hidrotehnice de la 4,3 m³/s la 19,7 m³/s.

Tabelul 26

Aport de debite la realizarea volumului acumularii Vidra

 Potentialul hidroenergetic – teoretic mediu anual – al bazinului este de cca. 1243 GWh, in care raul Lotru detine o pondere ce variaza de la 800 KW/km pe sectorul Vidra – Balindru, de la 6600KW/km in zona cataractelor si 1000-1400 KW/km spre debusare.

Potentialul hidroenergetic variaza in functie de hidrauliciate, determinand variatii proportionale in durata a puterii instalate si a productiei de energie.

Tabelul 27

Aport la formarea potentialului hidroenergetic al amenajarii in an mediu.

 Tabelul 28.Variatia duratei de utilizare a puterii instalate si a productiei de energie electrica in functie de hidraulicitate.

 Derivatii

Acumularea a 340 x 10⁶ m de apa in lacul Vidra precum si compensarea zilnica a debitelor turbinate se realizeaza prin:

 captarea directa si acumularea debitului cursului superior al raului Lotru;

 captarea si derivarea – gravitational si prin pompaj – in acumularea Vidra a debitelor afluentilor din aval si ai raului Lotru;

 captarea si derivarea – gravitational si prin pompaj – in acumularea Vidra – debitelor multor cursuri de apa din bazinele limitrofe.

Captarile de tip prize tiroleze la firul apei, cele patru acumulari secundare cu baraje proprii (Galbenu, Petrimanu, Balindru si Jidoaia) dintre care trei echipate cu statii de pompare, precum si o retea complexa de derivatii (galerii, canale si conducte) ce se intind pe cca. 520 km² la altitudini intre 1390 m d.M si 1020 m d.M. colecteaza si dirijeaza – gravitational si prin pompaj – 14,420 m³/s apa in acumularea principala Vidra.

Sistemul este format din 132,1 km de galerii, in sectiuni cu arii cuprinse intre 3,5 si 10 m², din care in jur de 60 km sunt betonate, 80 de captari cu gratar de fund sau speciale, 70 de apeducte, patru baraje in arc, care realizeaza tot atatea acumulari, trei statii de pompare ce au o putere totala de 66 MW si o inaltime de pompare intre 180 si 300 m. Daca se adauga si lungimea aductiunii principale (13,47 km), a conductei fortate (1,32 km) si a galeriei de fuga (6,52 km) rezulta ca intreaga amenajare a Lotrului masoara 153,41 km de galerii, un adevarat labirint subteran, inscriindu-se intre cele mai mari lucrari de acest gen din lume.

Derivatia principala (aductiunea principala).

Debitele acumulate in locul Vidra sunt dirijate la centrala Ciunget printr-o galerie de aductiune de tipul sub presiune care este continuata – pana la hidroagregate – cu o galerie fortata, dimensionate pentru un debit instalat de 80 m³/s.

Structural, sistemul de aductiune cuprinde: priza de apa, galeria de aductiune, castelul de echilibru, vanele fluture, galeria fortata, vanele sferice (figura 21).

Priza de apa amplasata pe versantul drept, in imediata apropiere a barajului, este constituita din patru deschideri de acces al apei, prevazute cu gratare mobile tip sertar.

Casa vanelor priza – cu put umed.

Galeria de aductiune pleaca de la priza si strabate roci cristaline din seriile de Lotru si Parang. Seria de Lotru este constituita din roci cristalofiliene puternic metamorfozate (gnaise mixte cu textura oculara si lenticulara, paragnaise, amfibolite, micasisturi si cuartite, strabatute de filoane pegmatitice). Seria de Parang este formata din roci cu grad redus de metamorfism (granognaise, amfibolite, sisturi cristaline verzi, sisturi sericito-cloritoase, sisturi cristaline grafitoase, cuartite, calcare cristaline strabatute local de roci ultrabazice).

Galeria de aductiune a carei acoperire in roca variaza intre 30 si 600 m traverseaza aerian Valea Manaileasa (printr-o conducta de beton armat cu diametrul de 5 m, blindata in interior) si subteran Valea Rudareasa. Interesant de semnalat este ca in punctele de traversare (Manaileasa, Nopteasa si Rudareasa) galeria de aductiune preia debitele acestor cursuri de apa. Astfel Manaileasa si Nopteasa, dupa ce se unesc, ajung in aductiune la cota 1214 m, aducand un debit de 120 m³/s, iar Rudareasa la cota 1199 m cu un debit de 1,60 m³/s.

Aductiunea principala ajunge in doua locuri la suprafata, situatie care a si permis, de astfel, in timpul executiei, atacarea lucrarilor din mai multe puncte, nemaifiind astfel nevoie de puturi speciale destinate acestui scop.

Caracteristicile galeriei de aductiune sunt:

           Tip: galerie sub presiune

           Lungime: 13719 m

           Cota radier priza: 1230 m d.M.

           Cota racord castel: 1186 m d.M.

           Panta: 2,50% - 4,50%

           Diametrul excavat: 6 m

           Diametrul interior: 5 m

           Grosimea camasuielii din beton armat: 35-70 m

           Capacitatea de tranzit: 80 m³/s

           Sarcina hidrostatica: 60 – 130 m H₂O

 Castelul de echilibru, ce incheie in aval galeria de aductiune, este o constructie din beton cu o inaltime de 122,50 m din care 16 m revin camerei superioare (cu diametrul de 23 m ) si 106,50 m putului, (cu diametrul de 23 m) si la capatul de jos al acestuia fiind situata camera inferioara.

Casa vanelor fluture. Vanele fluture sun amplasate subteran intr-o caverna de 12,10 m x 17,95 m x 21,00 m, pe traseul galeriei de aductiune la cca. 50 m aval de axa castelului de echilibru. Instalatiile din casa vanelor regleaza continuitatea drumului apei de la castelul de echilibru spre galeria fortata.

           Diametru: 4 m

Presiune hidrostatica nominala: 125 m H₂O

Timp de deschidere: 8 minute

Timp de inchidere: 2 minute

Accesul la casa vanelor este prevazut printr-o galerie lunga de 230 m si cu sectiunea de 25 m².

Galeria fortata realizeaza legatura intre galeria de aductiune si circular si este blindata pe toata lungimea cu tola din otel. Pe traseul sau galeria fortata  strabate amfibolite si granognaise, pe alocuri alterate si tectonizate.

           Tip: galerie sub presiune

           Lungime: 1350 m

Panta: 32^s

Capacitate de tranzit: 80 m³/s

Presiune de calcul: 15-100 atm.

Cota racord vane fluture: 1186,40 m d.M

Cota racord hidroagregate: 488,20 m d.M

Diametru interior: 4 m

Racordul galeriei fortate cu hidroagregatele se realizeaza cu sase conducte – ramificatii ale galeriei fortate – de 20,00 m lungime si 1,20 m diametru. Fiecare conducta racord este echipata cu o rama sferica. Fiecare agregat este alimentat de cate doua conducte.

Casa vanelor sferice. Vanele sferice sunt amplasate intr-o caverna de 4,50 m X 9,50 m X 50,00 m pe roca formata din gnaise granitice. Caverna este dispusa paralel cu sala turbinelor, deasupra galeriei de fuga. Caracteristicile vanelor sferice:

Diametru: 1,20 m

Presiune nominala: 90 atm

Timp de deschidere: 2 minute

Timp de inchidere: 2 minute

Alte patru prize de apa situate pe traseul aductiunii la centrala Ciunget capteaza si transmit in galeria de aductiune un debit mediu de 0,442 m³/s.

 Derivatia secundara (reteaua de captari si aductiuni secundare) este grupata in trei retele, dupa raspandirea geografica – in raport cu acumularea Vidra.

Reteaua de aductiuni secundare nord lunga de 73170 m, raspandita pe cca. 243 km² cuprinde 39 de prize de apa (vezi Schema de amenajare) situate la altitudini intre 1365 m. d. M. si 1020 m. d. M. si doua acumulari secundare (Jidoaia si Balindru sau Lotru - pompaj) echipate cu statii de pompe. Reteaua colecteaza si transmite – gravitational si prin pompaj – un debit de 5,794 m³/s apa in acumularea principala Vidra.

Reteaua de aductiuni secundare sud

O ramura a retelei lunga de 55416 m raspandita pe cca. 236 km² la o altitudine intre 1246 m. d. M. si 1130 m. d. M., colecteaza debitele de la 28 prize de apa (vezi Schema de amenajare a raului Lotru), acumulandu-le in lacul Petrimanu de unde – prin pompaj – un aport mediu de 5384 m³/s este refulat la 1315 m. d. M. si dirijat apoi – gravitational – in acumularea principala Vidra.

Alta ramura a retelei lunga de 12880 m raspandita pe cca. 27 km² la altitudini intre 1310 m. d. M. si 1289 m. d. M. cuprinde acumularea secundara Galbenu – situata pe cursul superior al raului Latorita – si sase prize de apa, colecteaza si transmite – gravitational – un debit mediu de 2130 m³ apa in acumularea principala Vidra.

Reteaua de aductiuni secundare vest

Constituita din 6 prize de apa (vezi Schema de amenajare), 10160 m galerii si 2750 m canale, raspandita pe cca. 24 km², altitudini intre 1390 m. d. M. si 1351 m. d. M., colecteaza debitele din bazinul raului Jiet si transmite – gravitational – in acumularea principala Vidra un debit mediu de 0,670 m³/s.

Prizele de apa si derivatiile amenajarii inclusiv acumularile secundare si statiile de pompe sunt amplasate in roci metamorfice de tip mezocatazonal (reteaua de nord) si epizonal (reteaua de sud si reteaua de vest) prezentand conditii geologo-tehnice favorabile pentru fundarea si exploatarea constructiilor.

 Barajele

 Caracteristicile generale ale barajului Vidra

Barajul Vidra (H =121,50 m) este un baraj de anrocamente cu nucleu central din argila, protejat cu filtre si zone de tranzitie din material aluvial sortat, cu dimensiuni de pana la 40 mm. Etansarea este continuata in roca de baza printr-un voal de etansare cu o adancime de 57 m (figura 22) lungime la coronament este de 350 m. Materialul pronuntat argilos cu o permeabilitate de 10^-6 cm/zi folosit pentru nucleul central a fost extras si sortat dintr-o balastiera situata in chiuveta lacului, la cca. 7 km mai sus de baraj.

Barajul este amplasat pe cursul superior al raului, intre Muntii Lotrului si Muntii Capatanei, in cheile Vidra din depresiunea Lotru, la cca. 30 km amonte de localitatea Voineasa. A fost asezat intr-un punct in care suprafata bazinului hidrografic a raului Lotru este destul de redusa, neajuns care este insa suplinit de altitudinea ridicata (1289 m. d. M.) a pozitiei acumularii si de caderea deosebita ce a fost obtinuta prin adoptarea acestei solutii (foto 2).

Roca de fundare a barajului este constituita din gnaise oculare tip “Vidra” cu intercalatii reduse de paragnaise si pegmatite, roca prezentand indici de fundare superiori, cu exceptia malului drept, unde este relativ alterata pe o adancime de 40-50 m, situatia fiind adusa la conditia normala prin lucrari specifice in asemenea cazuri. In restul emprizei roca este de foarte buna calitate.

Caracteristicile barajului sunt:

Tip: din anrocamente cu nucleu central de argila

Cota coronamentului: 1293 m. d. M.

Inaltimea maxima de la fundatie: 121,50 m

Lungimea la coronament: 350 m

Latimea la coronament: 10 m

Latimea la baza: 450 m

Panta paramentului amonte: 1:1,75-1:2,50

Panta paramentului aval: 1:1,50-1:2,00

Volumul de anrocamente: 2655000 m³

Volumul de balast in filtre: 425000 m³

Capacitatea golirii de fund: 120 m³/s

Un deversor lateral cu nivel liber amplasat pe versantul stang, continuat cu o galerie lunga de 196 m si sectiunea de 14,20 m² evacueaza 220 m³/s.

Barajul Vidra creeaza  o  acumulare multianuala cu un volum total de 340 x 10⁶ m³. Adaptarea unei forme usor arcuite (R =900 m) in plan a nucleului si a intregului baraj favorizeaza autoinchiderea fisurilor eventuale din nucleu si contribuie la o inscriere avantajoasa in conditiile topografice din amplasament.

Pentru barajul Vidra volumul mare de lucrari incepute in anul 1966 si incheiate la 28 decembrie 1973 (in alta sursa este mentionata luna octombrie a aceluiasi an), s-a executat intr-un termen destul de scurt, ritmurile situandu-se la nivel mondial in acest domeniu, solicitand o mecanizare deosebita.

Barajul astfel ridicat, prevazut cu instalatiile corespunzatoare golirii de fund si cele de deversare, este in masura sa retina in Lacul Vidra un volum total de 340 mil. m³, din care 300 mil. m³ il reprezinta volumul util, aceasta cantitate de apa rezultand din debitul mediu anual al Lotrului in profilul barajului Vidra (4,12 m³/s) si din cele trei ramuri de captari secundare (11,48 m³/s).

Cele patru baraje ale acumularilor secundare sunt baraje de beton in arc (Galbenu si Petrimanu fiind amplasate pe raul Latorita, Balindru pe Lotru si Jidoaia pe raul cu acelasi nume).

 Barajul Galbenu (H =60 m) are o lungime la coronament de 170 m (cota coronamentul: 1307 m. d. M.), inglobeaza un volum de beton de 38000 m³ si creeaza o acumulare de 2810000 m³ de apa. Este amplasat pe raul Latorita, fundat pe sisturi cristaline avand grosimea la baza 8 m si la coronament 3 m. Pentru prepararea betonului care s-a turnat in baraj, s-au folosit agregate obtinute din concasarea gnaisului cuartitic extras din cariera Galbenu, situata pe paraul Soimului. Barajul a fost construit in perioada anilor 1972-1973.

 Barajul Petrimanu (H =49 m) are o lungime la coronament de 190 m (cota coronamentului: 1134 m. d. M.), inglobeaza un volum de beton de 56000 m³ si creeaza o acumulare de 2500000 m³ de apa.

 Barajul Balindru (H =42 m) cunoscut si sub numele de Lotru pompaj, are o lungime la coronament de 102 m (cota coronamentului: 1034 m. d. M.), inglobeaza un volum de beton de 13000 m³ si creeaza o acumulare de 840000 m³ de apa. (foto 3)

 Barajul Jidoaia (H =50 m) are o lungime la coronament de 152 m (cota coronamentului: 1184 m. d. M.), inglobeaza un volum de beton de 27000 m³ si creeaza o acumulare de 480000 m³ de apa.

 Caracteristici generale ale barajului Malaia

In cadrul constructiilor aferente U.H.E. Malaia sunt prevazute (foto. 4):

 un baraj nedeversor – baraj din beton, de greutate (H =29,50 m) ce realizeaza inchiderea frontului de retentie dintre malul drept si centrala, cu urmatoarele caracteristici:

Tip: de greutate, din beton

Cota coronamentului: 482,50 m. d. M.

Inaltimea de la fundatie: 29,50 m

Lungime la coronament. 48 m

Latime la coronament: 4 m

Latime la baza: 19,90 m

Panta paramentului amonte: 1:0,125

Panta paramentului aval: 1:0,50

Volumul de beton: 11300 m³

 un baraj deversor (H =30,50 m) de tip etajat, amplasat in continuarea centralei Malaia, ce ocupa 22 m in frontul de retinere. O clapeta de 16,00 x 2,50 m si trei campuri deversoare echipate cu vane segment de 4 m x 4 m asigura evacuarea unui debit de 980 m³/s. Acest baraj are urmatoarele caracteristici:

Cota coronamentului: 482,50 m. d. M.

Lungime la coronament. 22 m

Latime frontului deversor: 16 m

Inaltimea de la fundatie: 30,50 m

Lungimea radierului: 28,50 m

     Volumul de beton: 12500 m³

      Zidul din beton – amonte si aval racordeaza barajul deversor cu barajul din pamant.

 un baraj de pamant (H=19 m) ce inchide frontul de retentie intre barajul deversor si versantul stang cu urmatoarele caracteristici:

Tip: din pamant omogen cu masca de etansare din beton armat – la paramentul amonte – iar in profunzime etansat cu ecran de gel beton.

Cota coronamentului: 482,50 m. d. M.

Inaltimea de la fundatie: 19 m

Lungimea la coronament: 294 m

Latimea la coronament: 4 m

Latimea la baza: 82 m

Panta paramentului amonte: 1:2

Panta talazului aval: 1:2

Volum de umplutura: 220000 m³

  Caracteristicile generale ale barajului Bradisor

In cadrul U. H. E. Bradisor, barajul Bradisor – un baraj arcuit din beton (H =62 m) amplasat in albia raului Lotru la cca. 6 km. Aval de U. H. E. Malaia, la cota 395 m. d. M. retine debitele de fluente de U. H. E. in aval de uzina hidroelectrica Malaia, precum si debitele derivatiei Pascoaia, creand acumularea Bradisor cu un volum de 53 x 10⁶ m³ de apa (foto 5). Caracteristicile acestui baraj sunt:

Tip: arcuit din beton

Cota fundatiei: 395 m. d. M.

Cota coronamentului 457 m. d. M.

Inaltime: 62 m

Lungimea la coronament: 220 m

Latimea la coronament: 5 m

Latime la baza: 15 m

Volum de beton: 100000 m³

Volum de excavatii: 120000 m³

La debite mari patru descarcatori de fund echipati cu vane segment de 3,30 m x 3,30 m evacueaza un debit de 1200 m³/s, iar cele doua deverseaza de suprafata evacueaza cca. 140 m³/s.

Centralele si structurile anexe

 Amenajarea hidroenergetica a raului Lotru colecteaza debitele din bazinul hidrografic propriu precum si debitele a numeroase cursuri de aa din bazinele adiacente, dupa cum am aratat anterior, concentrandu-le in acumularea superanuala Vidra in Lacul Vidra se realizeaza in trei trepte de cadere situate intre 1289 m d.M. si 300 m d.M. in centralele: Ciunget (1289 m d.M.- 480 m d.M.) Malaia (480 m d.M.- 300 m d.M.) amplasate descendent pe parcursul a 22 km, intre localitatile Ciunget – pe Valea Latoritei si Salistea – pe valea Lotrului (tabelul 29).

Tabelul 29

 Debitele acumulate in lacul Vidra concentrate intr-o mare cadere sunt dirijate la centrala subterana Ciunget printr-o galerie de aductiune sub presiune, continuata cu o galerie fortata.

Valorificand cca. 60% din potentialul hidroelectric disponibil in zona, centrala Ciunget restituie in albia raului Lotru debitele turbinate printr-o galerie de fuga continuata cu un canal de fuga.

Debitele defluente in aval de centrala Ciunget sunt reacumulate succesiv si revalorificate energetic in centrala baraj Malaia si respectiv in centrala subterana Bradisor, de unde sunt dirijate in albia raului Olt, printr-o galerie de fuga lunga de 13 227 m.

Centrala hidroelectrica Ciunget este situata in perimetrul localitatii Ciunget in apropierea confluentei Latorita – Rudareasa, la aproximativ 6 km amonte de confluenta Latorita – Lotru

Avand in vedere locul de amplasare al Lacului Vidra la altitudinea de aproape 1300 m, in retentie nivelul maxim fiind situat la 1289 m. d.M, iar cel minim la 1237 m si pozitia centralei la 480 m. d.M., rezulta o cadere de 809 m la loc plin si 757 m la nivelul minim de exploatare. Eliminand pierderile de inaltime se ajunge la H_i (inaltime instalata) de aproximativ 735 m, care  impreuna cu Q_i (debitul instalat) de 80 m³/s conduc la realizarea unei puteri instalate totale de 510 MW (in trei turbine de cate 170 MW fiecare), valoare ce se situeaza U.H. Ciunget ca fiind cea mai mare de pe raurile interioare ale tarii.

Cladirea hidrocentralei, amplasata in versantul stang al raului Latorita in gnaise granitice cu intercalatii de amfibolite, sala masinilor masoara 130 m lungime, 18 m latime si 35 m inaltime (un adevarat palat subteran).

Un tunel de 1140 m si cu o panta de 10% serveste ca acces principal in centrala – galerie de acces. Sectiunea foarte mare a tunelului (32 m²), avand forma de potcoava si latimea la baza de 6,20 m, permite circulatia in dublu sens si cu mijloace rutiere de mare gabarit, utilizate pentru transportul intregului echipament (turbine, generatoare, transformatoare, conducte, vane, poduri rulante, aparatura mecanica si electrica etc.).

In afara galeriei principale de acces, hidrocentrala mai este prevazuta cu un put orb (acces secundar) adanc de 145 m si sectiunea de 12 m², continuat cu o galerie orizontala de 320 m lungime si 10 m² sectiune. Pentru necesitati tehnologice s-a realizat un al treilea acces (galeria cablurilor), care pleaca din camera transformatoarelor subterane sub forma unui tunel orizontal, cu lungimea de 470 m, continuat printr-un tronson, inclinat la 30^s, pana la suprafata, unde face legatura cu statia de transformatoare de 220 KV.

Principalele echipamente din hidrocentrala sunt: trei turbine tip Prelton, cu ax vertical, de cate 170 MW fiecare, trei generatoare trifazice de 185 MVA (cuplate direct cu turbinele), trei transformatoare ridicatoare de tensiune, statia exterioara de 220 KV (amplasata pe platforma de langa intrarea galeriei de acces principale in centrala Ciunget) – la bazele colectoare sunt conectate doua circuite in linie aeriana de 220 KV prin care se transporta energia electrica in Sistemul Energetic National – statia exterioara de 110 KV cu bare colectoare duble, amplasata langa statia de 220 KV distribuie energie – prin trei circuite in linia aeriana de 110 KV – celor trei statii de pompe ale amenajarii, iar prin alte doua linii electrice aeriene de 110 KV realizeaza interconectarea cu hidrocentralele Malaia si Bradisor, camera de comanda.

Barajul Vidra – inclusiv casa vanelor de la priza si casa vanelor de la golirea de fund – precum si cele trei statii de pompe sunt legate cu camera de comanda prin cablu telefonic, prin radio si retea telefonica si de telecomanda, prin curenti purtatori de inalta frecventa, avand ca suport liniile aeriene de inalta tensiune.

Functiunile centralei Ciunget

Parametrii tehnici ai hidrocentralei Ciunget ii confera acesteia urmatoarele functiuni caracteristice:

 centrala de varf, acopera zonele variabile ale curbei de sarcina;

 participa la reglajul puterii si al frecventei in Sistemul Energetic National, grupurile putand functiona atat in regim de generator cat si in regim compensator sincron;

 centrala de interventie, intra in functiune – la putere maxima – in 4-5 minute.

 In perioadele de ape mari contribuie la atenuarea undelor de viitura.

Debitele turbinate in centrala Ciunget sunt dirijate si restituie in albia raului Lotru in amonte de localitatea Malaia printr-o galerie lunga de 6500 m, cu sectiunea interioara de 30 m² si panta de 1,90%, continuata cu un canal trapezoidal de 5,30 m X 5,50 m si panta de 0,5%, numita galerie de fuga (foto 7). Pe ultimii 1000 m galeria este suprainaltata cu un metru pentru a evita punerea sub presiune in regim nepermanent si la niveluri mari ale lacului compensator din aval. Galeria de fuga strabate un complex cristalin mixt, cu frecvente filoane pegmatito-aplitice.

 5.2.3.2 Uzina hidroelectrica Malaia este situata pe cursul inferior al raului Lotru in perimetrul localitatii cu acelasi nume la cca. 8600 m aval de centrala Ciunget (foto 8) Hidrocentrala Malaia amenajeaza sectorul de albie cuprins intre 480,00 m. d. M. si 457,50 m. d. M., respectiv o cadere bruta de 22,50 m. debitele turbinate in centrala Ciunget sunt reacumulate in lacul redresor Malaia si valorificate energetic intr-o centrala de mica, cadere echipata cu doua hidroagregate cu turbine de tip Kaplan ce inseamna o putere instalata de 18 MW. Utilizand un debit instalat de 90 m³/s, centrala Malaia produce – in medie anual – 34 GWh energie electrica.

Parametrii hidorlologici necesari dimensionarii centralei hidroelectrice Malaia s-au determinat functie de planul de exploatare al centralei Ciunget, deversarile la barajul Vidra, aportul diferentei de bazin hidrografic pe sectorul baraj Vidra – retentie Malaia.

Potentialul hidroenergetic liniar al raului Lotru pe sectorul baraj Vidra – retentie Malaia, corespunzator debitului mediu natural (15,60 m³/s sa. Fost evaluat la 1200 – 1400 KW / km). Acest potential creste la 1800-2000 KW/km, ca urmare a derivarii unor debite din bazinele limitrofe in locul Vidra cca. 83% din aceste debite sunt regularizate amonte in acumularea Vidra, restul debitelor, cca. 17% dispunand numai de o regularizare zilnico-arara, ceea ce permite centralei hidroenergetice Malaia sa conlucreze pentru acoperirea zonei variabile a curbei de sarcina zilnica.

Durata medie a puterii instalate in centrala Malaia este de 200 ore/an.

Pentru redresarea debitelor uzinate in centrala Ciunget si utilizarea acestora in scop energetic, cursul raului Lotru a fost barat cu un front de retentie lung de 364 m constituit in ordine de la malul drept spre malul stang din: baraj nedeversor, centrala de tip baraj, barajul deversor, barajul din pamant.

Constructiile uzinei hidroelectrice Malaia sunt amplasate in albia raului Lotru pe gnaise cuarto-biotitice cu intercalatii de amfibolite si frecvente filoane de pegmatite. Barajul nedeversor realizeaza inchiderea frontului de retentie dintre malul drept si centrala.

Centrala Malaia este situata in albie, – in continuarea barajului nedeversor – ocupand 21 m in frontul de retentie, fiind amplasata pe o platforma la 464 m. d. M. Barajul deversor este amplasat in continuarea centralei si ocupa 22 m in frontul de retentie. Barajul deversor este racordat cu barajul de pamant prin ziduri de beton in amonte si aval. Barajul din pamant inchide frontul de retentie intre barajul deversor si versantul stang.

Caracteristicile acumularii :

Nivel normal de retentie: 480 m. d. M.

Nivel maxim de retentie: 480,70 m. d. M.

Volum total: 3,44 X 10⁶ m³

Suprafata acumularii: 47 ha.

Centrala hidroelectrica Malaia echipata cu doua turbine tip Kaplan produce in medie anual 34 GWh energie electrica. Evacuarea energiei din centrala se realizeaza printr-o statie exterioara de 110 KV racordata la sistemul de 110 KV. Bazinul de linistire lung de 51,60 m evacueaza un debit de 90 m³/s; este racordat la conducta de fuga lunga de 107,40 m continuata cu un canal de fuga lung de 602 m pana la racordul cu albia raului Lotru.

Uzina hidroelectrica Bradisor constituie ultima treapta de cadere a amenajarii hidroelectrice a raului Lotru. Situata pe cursul inferior al acestuia, in vecinatatea localitatii Salistea, la cca. 5 km aval de centrala Malaia si respectiv 15 km aval de centrala Ciunget (foto 9) uzina Bradisor amenajeaza sectorul de rau cuprins intre 452 m. d. M. si 300 m. d. M.

Un baraj arcuit din beton amplasat in albia raului Lotru la 395 m. d. M. retine debitele defluente in aval de uzina hidroelectrica Malaia precum si debitele derivatiei Pascoaia, creand acumularea Bradisor cu un volum de 52 x 10⁶ m³ de apa.

Valorificarea energetica a potentialului acumularii Bradisor se realizeaza printr-o centrala subterana echipata cu doua hidroagregate cu turbine Francis. Centrala Bradisor utilizeaza o cadere bruta de 152 m, un debit instalat de 105 m³/s si produce – in medie anual – 228 GWh energie electrica.

Parametrii hidrologici necesari dimensionarii centralei hidroelectrice Bradisor s-au determinat functie d planul de exploatare al centralei Malaia, aportul diferentei de bazin hidrografic pe sectorul retentie Malaia – baraj Bradisor, aportul derivatiei Pascoaia. Din interpretarea datelor hidrologice au rezultata – in sectiunea baraj Bradisor in regim amenajat 25 m³/s.

Potentialul hidroelectric – in regim natural – al raului Lotru pe sectorul cuprins intre retentia Malaia si baraj Bradisor este de cca. 2000 KW/km. In regim amenajat in amonte, acest potential creste la 2300 – 2400 KW / km, ca urmare a realizarii galeriei  de fuga care dirijeaza in raul Olt debitele turbinate de centrala Bradisor, scurtandu-se astfel cursul natural al raului Lotru.

Acumularea Bradisor care preia si debitele derivatiei Pascoaia, realizeaza o regularitate sezonier – anuala a debitelor pe diferenta de bazin, fata de captarile amenajarii Ciunget si permite functionarea centralei Bradisor – cu o durata medie anuala de cca. 2000 ore – pentru acoperirea zonei variabile a curbei de sarcina.

Constructiile uzinei hidroelectrice Bradisor sunt amplasate in gnaise cuarto-biotice tectonizate. Roca de fundare a barajului este constituita din gnaise cuartitice micacee – pe versantul drept si in albie – din gnaise micacee sistoase pe versantul stang. Chiuveta lacului de acumulare este situata pe gnaise micacee, micasisturi si amfibolite.

Barajul Bradisor este amplasat in albia raului Lotru la cca. 6 km aval de uzina hidroelectrica Malaia.

Acumularea Bradisor

Nivel normal de retentie: 452 m. d. M.

Nivel maxim de retentie: 457 m. d. M.

Volum total: 52 X 10⁶ m³

Derivatia Pascoaia lunga de 4276 m si cu panta de 3,04% furnizeaza acumularii Bradisor un debit mediu de 1,20 m³/s.

Debitele acumulate in lacul Bradisor sunt dirijate la centrala subterana prin doua galerii de aductiune de tip sub presiune continuate cu doua galerii fortate pe parcursul carora se obtine o cadere neta de apa, turnurile vanelor, galeriile de aductiune sub presiune, galeriile fortate.

Priza de apa este amplasata pe versantul drept al lacului de acumulare la cca. 300 m amonte de baraj. Priza de apa de tip submersat are sapte deschideri frontale verticale de admisie a apei prevazute cu gratare fara dispozitive de curatare. Ca structura, priza este o carcasa spatiala poligonala realizata din doua elemente simetrice incastrate intr-un timpan continuu.

Turnurile vanelor – de forma circulara – sunt amplasate simetric pe cele doua galerii de aductiune. Legatura dintre priza de apa si galeriile fortate s-a realizat cu doua galerii de aductiune fiecare avand o lungime de 127,36 m si o capacitate de transport de 105 m³/s.

Centrala hidroelectrica Bradisor este situata la cca. 330 m lateral – aval de baraj, intr-un amplasament subteran la 150 m sub versantul de pe malul drept al raului Lotru, fiind realizata pe gnaise cuartitice fisurate. Doua hidroagregate cu turbine Francis si un transformator ridicator de tensiune de 130 MVA echipeaza centrala Bradisor.

Evacuarea energiei electrice din centrala subterana se face printr-un circuit de 110 KV, realizat cu conductoare neizolate, rigide, sustinute de izolatoare suport montate intr-o galerie speciala. Legatura cu Sistemul Energetic National se realizeaza printr-o statie exterioara de conexiuni de 110 KV au bare duble, prin patru circuite in linii aeriene de 110 KV, doua spre Ciunget si doua spre municipiul Ramnicu Valcea.

Accesul principal in centrala se practica printr-un tunel lung de 900 m si sectiunea de 32 m², iar accesul secundar printr-un tunel de 180 m lungime si 18 m² sectiune.