1) Metoda Blay`a i Lena  filtracja
2) syfony
3) przyczółki, filarki
4) sufozja, erozja, kolmatacja, przebicie hydrauliczne
5) umocnienia skarp zapory
6) zastawki
7) hydrauliczne wyznaczenie niecki
8) drenaż zapór
9) uszczelnienie zapory
10) procesy zachodzące pod jazem i przeciwdziałanie
11) stateczność warunki
12) konstrukcje na rozproszenie energii
13) progi rodzaje
14) przepławki
15) umocnienia jazów
16) elementy do rozbijania przelewającej wody
17) projektowanie jazu
18) zapory ziemne (tworzywa)
1) Metoda Blay`a i Lena  filtracja
Metoda Bligha i Lenae
L = 1-8
1. potrzebna droga filtracji (sufozje)
Metoda Bligh`a
H
I =� -� >� const
L
P
=� h +� y
r�g
1 2 3 4 5 6 7 8
poziom odniesienia DW
A  powierzchnia
W = � � g � A
Metoda Lena
I =� +�
��di 1��li
3
H
I =� -� >� const
L
Wykres ciśnień
Wykres pomocniczy do obliczeń rzędnych h (h1  h8)
Wykres ciśnień na obrys (rzeczywiste rozwinięcie obrysu)
Wnioski:
- wydłużenie górnej ścianki szczelnej powoduje zmniejszenie siły wyporu
- wydłużenie fartucha poziomego powoduje zmniejszenie siły wyporu
- wydłużenie dolnej ścianki szczelnej powoduje zwiększenie siły wyporu
1  stan wyjściowy
2  wydłużenie ścianki dolnej
3  wydłużenie ścianki górnej
3) przyczółki, filarki
Filary widok z góry
a) prostokątny
b) półkolisty
c) ostrołuk
Przyczółki widok z góry
a) kształt prostokątny
b) kształt ścięty
c) kształt zaokrąglony
4) sufozja, erozja, kolmatacja, przebicie hydrauliczne
1. Zjawisko sufozji i erozji
Sufozja  jest to transport drobniejszych frakcji gruntu w istniejącym obszarze porów
powodujący ich zwiększenie ale nie powodujący niszczenia struktury gruntu następuje
zwiększenie współczynnika filtracji
V = k*I
k  wzrośnie to wzrośnie też prędkość filtracji
Sufozja może być
- zewnętrzna  na powierzchni gruntu
- wewnętrzna  wewnątrz korpusu gruntowego
- kontaktowa  na powierzchni kontaktu dwóch gruntów o różnym uziarnieniu lub
między gruntem a fundamentem budowli
Erozja  transport ziaren prawie wszystkich frakcji gruntu prowadzący do zniszczenia
struktury gruntu
2. Zjawisko przebicia (wyparcie gruntu)  jest to wyparcie pewnej objętości gruntu ze
wszystkimi zawartymi w nim frakcjami przeważnie w góre
3. Kolmatacja  jest to osadzanie na powierzchni gruntu lub w porach gruntu drobnego
materiału niesionego przez wodę filtracyjną
- zewnętrzna
- wewnętrzna
- kontaktowa
kolmatacja prowadzi do zmniejszenia gruntu co powoduje zmniejszenie
współczynnika filtracji k i prędkości filtracji i zmniejszenie przepływu filtracji
5) umocnienia jazów
Umocnienie skarp odwodna i odpowietrzna
a) odwodne  ubezpieczamy przed falowaniem na wysokości zwierciadła wody jest
zabezpieczenie od działania lodu i deszczu czy wiatru
odpowietrzna  wymaga ubezpieczeń zboczy przed działaniem czynników atmosferycznych
deszczu wiatru i przez zwierzęta
Rodzaje umocnień
a) narzut kamienny  zapory w terenach górskich gdy spodziewane są duże osiadania
zapory ok. 50 % kamiennego narzutu powinno mieć odpowiednio duży ciężar aby
ubezpieczenie nie było naruszone w wyniku falowania
b) płyty betonowe  lub żelbetowe mogą pękać w wyniku osiadania budowli
wytwarzane na miejscu lub fabrykowane
max wymiar płyt betonowych 4x8 m
6  15 m
grubość 0,15  0,20 m
0,12  0,20 m
6) zastawki
Zastawkami  nazywamy małe jazy stosowane na rowach odwadniających i nawadniających
oraz niewielkich ciekach naturalnych Służą do spiętrzania wody na stosunkowo krótki okres
w którym przeprowadza się napełnienie Jaz o świetle do 1,5m konstrukcja jest znacznie
uproszczona niż zwykłe jazy.
Część stała (betonowa)
Część ruchoma (zamknięcia)
Piętrzą wodę do ok. 60 cm
a) Zastawki przenośne  wykonane z blachy stalowej wykonane w betonowych
wnękach mogą być wykończone ceownikiem
- Zastawki bez wnęk
Zastawka utrzymuje się w tym poziomie dzięki tarciu w miejscu styku zamknięcia z
okładziną kanału
b) Zastawki stałe  konstrukcje monolityczne ze stali lub żelbetonu z elementów
prefabrykowanych. Rozwiązania te są stosowane przy większych rozmiarach
światło 60  150 cm
piętrzenie 60  120 cm
- Zastawka z elementów prefabrykowanych
- Zastawka o konstrukcji dokowej
- Zastawki z małych bloków betonowych
- Zastawki ze ścianek szczelnych
- Cała budowla będąca prefabrykatem
7) obliczanie niecki wypadowej
Sposoby zatopienia odskoku
1. obniżenie dna wypadu poniżej dna cieku tworzy się tzw. niecka wypadowa
t + d > h2 t +� d >� 1
h2
2. Spiętrzenie wody na wypadzie przez próg wypadkowy
 Warunek zatopienia H + d > h2
Hydrauliczne obliczenie niecki wypadowej Wymiarowanie polega na doborze głębokości i jej
długości aby powstały odskok hydrauliczny w całości mieścił się w niecce i był zatopiony
2
a�V
2g
Warunek zatopienia
t +� d
n =�
h2
n  współczynnik bezpieczeństwa n e" 1
n = 1,05 � 1,1
d = n � h2  t
q
(1) h1 =�
V1
h1 , V1
(2) V1 =� j� �� 2g(T -� h1)
q  wydatek jednostkowy
Ć  współczynnik prędkości Ć = 0,8 � 0,9 dla profilu prostokątnego lub trapezowego
Obliczenie h1 i V1 wykonuje się metoda kolejnych przybliżeń
a) we wzorze (2) przyjmuje się h1 = 0
b) ze wzoru (1) oblicze się h1
c) następnie h1 obliczone podstawia się do wzoru (2)
ć�
1 a� ��V12 ��
h2 =� �� h1 ���� 1+� 8�� -�1��
��
2 g �� h1 ��
Ł� ł�
Przyjęcie wielkości wydatku q dla głębokości niecki trzeba przyjąć cały przedział
qmin  0,3 � 0,5 [m3�s-1�m-1]
qmax  zleży od Qm ; qmax = Qm/B
Wybieramy 3  5 wartości pośrednich
Dalszy tok obliczeń
I) wyznacza się q0 dla którego potrzebna jest największa głębokość niecki
T przyjmuje się zakładając że d = 0
Dla q1,q2,...qn obliczamy głębokości niecki d1, d2,...dn
Przy założeniu n = 1
D = n�h2 - t
II) obliczenia do q0 przyjmuje się kilka głębokości niecki d > d0 i uwzględnienie
w wysokości T przyjmowane wartości d1, d2, .. dn i wykonujemy obliczenia
głębokości sprężonych h1 i h2 z tych samych wzorów
t0 +� d1 t0 +� d2
h1 =� h2 =�
h21 h22
budujemy dwa wykresy
Zakładamy wartość współczynnika zatopienia n i odczytujemy głębokość niecki
8) drenaż zapór
- są stosowane w celu obniżenia ciśnienia wody w porach gruntowych  co
powoduje poprawę warunków stateczności
- służą do ujęcia i odprowadzania wód przesączających się przez korpus
budowy
a) filtry odwrotne  wykonane z materiałów naturalnych ( żwir pospółka) materiały
syntetyczne geowłókniny
DRENAŻ POWIERZCHNIOWY
Zabezpieczenie przed sufozją nie powoduje obniżenia krzywej depresji
DRENAŻ RUROWY
- wykonany z rur prefabrykowanych a materiał dowolny z reguły nie stosuje się rurek
drenarskich min � 0,3 m średnicy na tym rurociągu zakłada się studzienki drenarskie co 50 
100 m
DRENAŻ KAMIENNY
9) uszczelnienie zapory
Uszczelnienia podłoża
a) przesłony pionowe - mogą być z gruntu spoistego z betonu lub żelbetu ze ścianek
szczelnych lub stalowych oraz zastrzyków uszczelniających (w przypadku
podłoża skalnego) z roztworów cementowych
Przesłona w podłożu powinna stanowić przedłużenie elementów uszczelniających
korpus zapory
Przesłona pionowa powinna przecinać całą warstwę wodonośną sięgając do warstwy
nieprzepuszczalnej
b) fartuchy poziome  wykonuje się w przypadku gdy budowa geologiczna podłoża
uniemożliwia wykonanie uszczelnień pionowych
- warstwa nieprzepuszczalna jest na dużej głębokości
Wykonane z:
�� gliny, iły
�� płyty żelbetowe lub betonowe
�� geomembrana, folie (na dużych długościach)
10) procesy zachodzące pod jazem i przeciwdziałanie
Strumień filtracyjny ograniczony jest od góry obrysem budowli (linia 1-8) od dołu natomiast
linią warstwy nieprzepuszczalnej
Filtracja tego jazu będzie odbywała się pod ciśnieniem
Zjawiska występujące z filtracją
- woda wywiera ciśnienie na obrys podziemny budowli (1-8) i będzie działała siła
wyporu W działająca na fundament
- w wyniku przepływu z GW do DW przepłynie pewna ilość wody czyli występują
starty w górnym stanowisku  trzeba określić wydatek filtracyjny
1. Zabezpieczenie przed sufozją w strefie kontaktu gruntu podłoża z budowlą
a) Metoda Bligh`a
V =� k �� I
H
I =� =� const
L
H  wysokość piętrzenia w przypadku jazu
L  długość drogi filtracji długość linii prądu obrysu poziomego budowli (linia 1-8)
1
LP =� H �� - potrzebna droga filtracji
Idop
Idop  gradient dopuszczalny ze względu na sufozję dla danego rodzaju gruntu
CB  odwrotność gradientu dopuszczalnego (zależne od gruntu)
1
CB =� ą� tablice
Idop
LP =� H ��CB
L  rzeczywista droga filtracji musi być spełniony warunek
L ł� LP =� CB �� H
L =� S�li +� S�di
S�li - odcinki poziome
S�di - odcinki pionowe
b) Metoda Lane`a
opory ruchu sa większe na elementach pionowych obrywu niż na elementach poziomych Przy
obliczeniu gradientów wzdłuż obrywu rzeczywistej drodze filtracji odcinki poziome obrywu
należy skrócić 3 razy
1
L =� S�li +� S�di
3
Założenie Lan`a na skróconej drodze filtracji gradient hydrauliczny ma wartości stałe
H
I =� =� const
L
L ł� LP =� CL �� H
CL - współczynnik Lane`a zalezy od rodzaju gruntu wartości zestawione w tabelach
1
CL =�
Idop
2. Wykres ciśnienia wzdłuż linii obrysu obliczenie siły wyporu działającego na
fundament
a) Matoda Bligh`a
wysokość piezometryczna
p
h =� -� y
r�g
p p
h =� -� y ą� =� h +� y
r�g r�g
p1
p
h1 =� -� y =� y1 -� y1 =� 0
r�g
h8 =� (hn +� H) -� y1 =� H
H
=� const (z założenia Blighe`a)
L
11) stateczność warunki
Stateczność na wypłynięcie
W przypadku gdy obciążenie poziome niewiele przewyższa siłę wyporu
Wskaz
nik pewności na wypłynięcie  stosunek obciążeń siły pionowych w kierunku dołowi
G
do siły wyporu k =� Dopuszczalna wartość zależy od klasy budowli k = 1,1 dla wszystkich
W
klas
Stateczność na wywrócenie (obrót) budowli na podłożu skalnym
Wskaz
nik pewności na wywrócenie  jest to stosunek momentów utrzymujących obliczonych
względem krawędzi od powierzchni fundamentu do momentów wywracających
U
��M A
M =�
W
��M A
U
M =� G * g
A
W
M =� P * p +�W * w
A
Stateczność na przesunięcie
Wskaz
nik porowatości  stosunek sumy sił utrzymujących do sumy sił przesuwających w
kierunku spodziewanego przesunięcia
(G -�W ) ��tgj� +� Ebd +� F ��C
n =� ł� np
Pg -� Pd +� Ecg -� Ecd
Do obciążenia pionowego skierowanego ku dołowi może należeć
- ciężar własny
- składowe pionowe obciążenia woda
Siła wyporu (a-b)
Pg  suma sił poziomych działających od strony górnej wody Można tu uwzględnić :
- parcie rumowiska
- parcie poziome wody
- parcie wody i wiatru
Parcie górnej wody na odcinku (a-c)
Pd  suma sił poziomych działających od strony dolnej wody (b-d)
Ecd, Ebd  parcie gruntu od strony dolnej wody (a-e; b-f)
tgĆ  kąt tarcia wewnętrznego gruntu
C  spójność gruntu
F  rzut poziomy przesunięcia gruntu
13) progi rodzaje
a) próg o profilu prostokątnym
H
ć� ��
m =� f ą� tablice
�� ��
C
Ł� ł�
b) próg o profilu trapezowym
H
ć�
m =� f �� m��
�� ��
C
Ł� ł�
m = 0,36 � 0,42 ą� spadek nachylenia
1:1 � 1:2 współczynnik nachylenia
M =� m �� 2g M = 1,6 � 1,86
c) próg o profilu krzywoliniowym
Profil Creagera-Oficerowa
14) przepławki
Przepławki dla ryb  jazy i zapory stanowią przeszkodę dla ryb (ryby mogą przeskoczyć
budowle mającą ok. 1 m ). Przepławki są to urządzenia do przejścia ryb z poziomu dolnej
wody do górnej i odwrotnie Przepławki mają za zadanie zredukowanie prędkości przepływu
wody do wartości odpowiadającej możliwością pokonania tej prędkości przez ryby
Przepławki o jednakowym nachyleniu wykonane są z betonu lub kamienia koryta o przekroju
prostokątnym o spadku odpowiadającym predkości przepływu pokonywanej przez ryby
ZALETY
- wytwarzają dogodne warunki lokalne
- zmniejszenie prędkości w pobliżu kamieni i oderwanie strumienia
większe straty energii
Przepławki komorowe  stanowi koryto betonowe o zestopniowanym dnie i podzielone jest
na szereg komór (basenów) o różnym poziomie zwierciadła wody w tych basenach.
Utworzone przez ścianki działowe są przegrody W przegrodach wykonane otwory po
przeciwnych stronach na dnie i u góry ścianki
Przepławki szczelinowe - ściany czołowe mają szczeliny wycięte szczeliny na całej długości
komory Szczeliny znajdują się po tej samej stronie budowy
Przepławki dla ryb  jazy i zapory stanowią przeszkodę dla ryb (ryby mogą przeskoczyć
budowle mającą ok. 1 m ). Przepławki są to urządzenia do przejścia ryb z poziomu dolnej
wody do górnej i odwrotnie Przepławki mają za zadanie zredukowanie prędkości przepływu
wody do wartości odpowiadającej możliwością pokonania tej prędkości przez ryby
Prędkości przepływu wody pokonywane przez ryby
Rodzaj ryby Prędkości
[m/s]
- karpiowate Ok. 1,5
- łososiowate Ok. 2,0
- pozostale gatunki i Ok. 1.0
małe ryby
Zależność prędkości od temperatury wody  im wyższa temperatura tym prędkość wody którą
mogą pokonać ryby jest większa
Zależność od długości ryby L
V � L spełnienie prawa prawdopodobieństwa Froude`a
Powtarzalność wysiłku
Nieregularne prędkości przepływu  przy dnie sa mniejsze prędkości niż w korycie
Przepławki o jednakowym nachyleniu wykonane są z betonu lub kamienia koryta o przekroju
prostokątnym o spadku odpowiadającym predkości przepływu pokonywanej przez ryby
W korytach gładkich prędkości są duże a spadki raczej niewielkie
<5%
Vprzepływu 0,8-2,0 m/s
Szerokość 1,6-3,0 m
Głębokość 0,4-1,5 m
Kamień wbetonowany w podłoże
Średnice 30-80 cm
10-30
w odległości ok. 20 cm od siebie
Dwa spadki  jeden większy w pobliży środka rzeki
- mniejszy w pobliżu brzegu
ZALETY
- wytwarzają dogodne warunki lokalne
- zmniejszenie prędkości w pobliżu kamieni i oderwanie strumienia
- większe straty energii
Przepławki o jednostajnym nachyleniu ma zwiększoną szorstkość na dnie progu a na
ściankach poprzeczki
spadki 15-20%
Szerokość 0,8-2,0 m/s
Głębokość 0,4-1,5 m
Przepławki komorowe  stanowi koryto betonowe o zestopniowanym dnie i podzielone jest
na szereg komór (basenów) o różnym poziomie zwierciadła wody w tych basenach.
Utworzone przez ścianki działowe są przegrody W przegrodach wykonane otwory po
przeciwnych stronach na dnie i u góry ścianki
Parametry :
- różnica poziomów wody w basenach 0,15  0,8
- długość basenu - 1,2-5,0 m
- szerokość 1,5 - 5,0 m
- głębokość basenu 0,6  2,0 m
Najczęściej stosowane sa przepławki w linii łamanej
Miejsca odpoczynku
(komora odpoczynku)
Otwory przesmykowe
0,4 x 0,4 - 0,5 x 0,5
Grubość ścianki ok. 10 cm
Przepławki szczelinowe - ściany czołowe mają szczeliny wycięte szczeliny na całej długości
komory Szczeliny znajdują się po tej samej stronie budowy
Na dnie umieszcza się kamienie o średnicy ok. 30 cm
15) umocnienia jazów
FARTUCHY POZIOME
1. fartuchy z gliny  stosuje się przy piętrzeniach do 15 m grunty z którego są
wykonane fartuchy muszą mieć mały współczynnik filtracji 10-6 m/s
D�H
Grubość fartucha  w zależności od gradientu d ł�
Idop
D�H - różnica wysokości piezometrycznej z góry i z dołu fartucha
Idop  gradient dopuszczalny dla gliny (6-8)
d  grubość fartucha
Dobrze musi być wykonane miejsce styku fartucha z budowlą Gdy powstanie
szczelina ok. 1 cm to fartuch przestaje spełniać swoją role.
2. Fartuch z płyt betonowych lub żelbetowych przy piętrzeniu ponad 10 m nie
potrzeba ubezpieczeń układane wprost na dnie cieku Grubość pyty
D�H
d ł� Idop 20  30 W miejscach styków fartucha muszą być uszczelnienia
Idop
taśmą uszczelniającą
Ścianki szczelne
- stalowe ścianki szczelne stosowane przy głębokościach min 5m 
25m najczęściej przy głębokościach 10  15 m
- drewniane ścianki szczelne  przy małych jazach przy
głębokościach do 6 m min długość ścianki 2,5 m Ścianka powinna
być dobrze połączona z budowlą
Płyta wypadowa
W celu rozproszenia wody stosuje się nadbudowę w postaci zębów
- zęby proste
- progi zębate Rehbocka
Progi zębate powodują przemieszczenie stref dużych prędkości ku powierzchni strumienia
prowadzi to do zmniejszenia rozmycia cieku za niecką Nie mają one wpływu na długość i na
wymiary niecki. Na początku niecki mogą być zastosowane rozdzielacze strumienia
- zwiększenie głębokości sprzężonej h1
- zmniejszenie prędkości V1
- zmniejszenie drugiej głębokości sprzężonej h2
- zmniejszenie głębokości niecki
Dzięki rozdzielaczom można zmniejszyć głębokość o ok. 10%
Szykany  w obrębie niecki wypadowej elementy do rozbicia płynącej wody. Kształtem
zbliżone są do trapezu
Maksymalna wysokość szykan 2 m. Głębokość niecki można zmniejszyć o ok. 15% po
zastosowaniu szykan. Natomiast głębokość niecki po zastosowaniu szykan i rozdzielaczy
może zostać zmniejszona nawet do 30%
Do budowy szykan stosuje się beton o lepszej wytrzymałości i odporności na korozje
kawitacyjne ponieważ w miejscach krawędzi powstaje podciśnienie i powstaje tam zjawisko
kantacji (korozji kawitacyjnej) W celu zmniejszenia intensywności tego zjawiska można
stosować
- okucia stalowe krawędzi szykan
- wykładziny z blach stalowych
Ubezpieczenia dna poniżej budowli
Prędkość wody jest na tyle duża że należy stosować ubezpieczenia dna i skarp na danym
odcinku
Wymagania ogólne ubezpieczeń
- wymiary i ciężar elementów ubezpieczających powinien być taki
aby nie nastąpiło ich przesunięcie pod wpływem działania wody
- powierzchnia umocnienia  szorstka po stronie wody zmniejszająca
prędkość przy dnie
- ubezpieczenie powinno być wodoprzepuszczalne
- układane na filtrze odwrotnym
Rodzaje umocnień
- płyty betonowe  wymiary w zależności od rodzaju budowli 0,5 x
0,5 m do 50 x 50 m grubość od 0,15  1,0 m
- bloki betonowe  trylinki, pustobetony, dyble
- płyty ażurowe (umocnienia brzegów)
- narzuty kamienne  materiał naturalny jako umocnienia mogą one
być łatwo unoszone przez wodę dlatego stosuje się pale wbijane w
szachownice pale faszynowe
- ubezpieczenia z kamienia w koszach z siatki metalowej
- Gabiony  skrzynie w kształcie prostopadłościanu wypełnione
kamieniami układane jedna na druga
- Materace faszynowe
18) zapory ziemne (tworzywa)
Często spotykana budowla; rozwój wynika z:
- małego kosztu robót ziemnych w związku z możliwością mechanizacji robót
- możliwość budowy zapór prawie z każdego materiału gruntowego
- wyczerpanie się miejsc dogodnych do budowli zapór betonowych
Zapory ziemne nie ustępują zaporom betonowym
Stosuje się je od kilku metrów do kilkuset metrów
Zapora z narzutu kamiennego 325 m (Rogun 1990)
Zaporami ziemnymi  nazywane są budowle których główny masyw zapewnia stateczność
gruntu Materiał zapewniający stateczność rumosz skalny Dobór wymiarów zapory
Konwitacja  zjawisko wzrostu pęcherzyków pary lub gazu rozpuszczonego w wodzie w
wyniku lokalnego obniżenia ciśnienia do ciśnienia wrzenia
Korozja kawitacyjna  pęcherzyki pary które powstawaj w wyniku niskiego ciśnienia
zanikają w sposób nagły po przedostaniu się do strefy wyższego ciśnienia Gdy będzie to w
kierunku ścianek to uderzenie cieczy w ściankę powoduje zniszczenie materiału