Determination of the silting rate of thuringian dam reservoirs on the example of Dachwig and Ohra reservoirs

• Autorzy: Michalec Bogusław

Identyfikatory

DOI

10.15576/GLL/2022.1.117

Warianty tytułu

PL

Określenie tempa procesu zamulania zbiorników zaporowych Turyngii na przykładzie zbiorników Dachwig i Ohra

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The silting process of reservoirs limits their use. Predicting this process is important for economic reasons. The paper assesses the possibility of using the methods of forecasting the silting process developed in studies of small Polish reservoirs to determine this process in reservoirs in other geographical regions. This analysis covers the Dachwig and Ohra reservoirs, located in Thuringia, Germany. The forecast of silting was developed using the Gončarov formula according to the guidelines in force in Poland and following the empirical formula used to calculate the average annual silting. It allowed determining the rate of silting. Based on the results of calculations using the Gončarov formula, it was found that the degree of silting after 100 years of operation of the Dachwig and Ohra reservoirs will be 2.45% and 0.001%, respectively. The average annual silting rate calculated from these data was found to be lower than that calculated using the empirical formula. The limitation of the empirical formula is also the reason for obtaining higher values of the average annual silting degree, which was developed in studies of reservoirs with capacities smaller than 3.86 million m3 . Thus, for the 2.1 million m3 Dachwig reservoir, a difference of 43% in results was obtained, while for the much larger 17.5 million m3 Ohra reservoir, results differing by as much as three times were obtained.

PL

Proces zamulania zbiorników ogranicza ich użytkowanie. Przewidywanie tego procesu jest ważne ze względów gospodarczych. W pracy dokonano oceny możliwości zastosowania opracowanych metod prognozowania procesu zamulania na podstawie badań małych polskich zbiorników do określenia tego procesu w zbiornikach położonych w innych regionach geograficznych. Do tej analizy wybrano zbiorniki wodne Dachwig i Ohra znajdują się na terenie Turyngii w Niemczech. Opracowano prognozę zamulania formułą Gončarova według wytycznych obowiązujących w Polsce i według formuły empirycznej służącej obliczeniu średniego rocznego zamulenia. Na tej postawie określono tempa procesu zamulania. Stwierdzono na podstawie wyników obliczeń formułą Gončarova, że stopień zamulenia po 100 latach eksploatacji zbiorników Dachwig i Ohra wynosić będzie odpowiednio 2,45% i 0,001%. Stwierdzono że średni roczny stopień zamulenia obliczony na podstawie tych danych jest mniejszy od obliczonego za pomocą formuły empirycznej. Przyczyną uzyskania większych wartości średniego rocznego stopnia zamulenia jest również ograniczenie formuły empirycznej, która została opracowana na podstawie badań zbiorników o pojemnościach mniejszych od 3,86 mln m3. Stąd też dla zbiornika Dachwig o pojemności 2,1 mln m3 uzyskano różnicę wyników wynoszącą 43%, a dla znacznie większego zbiornika Ohra o pojemności 17,5 mln m3 uzyskano wyniki różniące się aż trzykrotnie.

Słowa kluczowe

EN

silting intensity; silting forecast; silting degree

PL

stopień zamulenia; intensywność zamulania; prognoza zamulania

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie
• Czasopismo: Geomatics, Landmanagement and Landscape
• Rocznik: 2022
• Tom: no. 1
• Strony: 117--129
• Opis fizyczny: Biblikogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Michalec Bogusław

• University of Agriculture in Krakow Department of Hydraulic Engineering and Geotechnics al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

• https://orcid.org/0000-0002-0402-3416

Bibliografia

• Amorim R.S.S., Silva D.D., Pruski F.F., Matos A.T. 2010. Avaliação do desempenho dos modelos de predição da erosão hídrica USLE, RUSLE e WEPP para diferentes condições edafoclimáticas do Brasil. Engenharia Agrícola, 30, 1046–1059.
• Aspelund A., Madsen S. 2004. Baker river project. Hydrology and Geomorphology of Baker and middle Skaigt River. Part 2. Sediment transport and channel response. Final draft report, R2 Resource Consultants, Washington.
• Bauer D., Tille W. 1967. Regional Differentiations of the Suspended Sediment Transport in Thuringia and their Relation to Soil Erosion. Proc. of Symposium on River Morphology, IAHS Publ., 75, 367–377.
• Bettzieche V., Pohl R. 2012. Neues DWA-Merkblatt für kleine Talsperren und Hochwasserrückhaltebecken. 35. Dresdner Wasserbaukolloquium 2012: „Staubauwerke – Planen, Bauen, Betreiben” Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen, 47, 105–114.
• Bobrowitskaja N.N, Zubkowa C.M. 1998. Application of formulae of transporting for computation of suspended sediment in Lena River. In: Modelling Soil Erosion, Sediment Transport and Closely Related Hydrological Processes. IAHS Publication, 249, 312–322.
• Brański J. 1975. Ocena denudacji dorzecza Wisły na podstawie wyników pomiarów rumowiska unoszonego. Prace PIHM, 6, Warszawa.
• Dębski K. 1959. Próba oszacowania denudacji na obszarze Polski. Prace i Studia KGW PAN, II, cz. I, Warszawa, 135–151.
• Gesetz- und Verordnungsblatt fuer den Freistaad Thueringen. § 42, Absatz 1. Stauanlagen, Augegeben zu Erfurt, Nr. 11, 2009.
• Hazbavi Z., Azizi E., Sharifi Z., Alaei N., Mostafazadeh R., Behzadfar M., Spalevic V. 2020. Comprehensive estimation of erosion and sediment components using IntErO model in the KoozehTopraghi Watershed, Ardabil Province. Environ. Eros. Res. J., 10, 92–110.
• Łajczak A. 1995. Studium nad zamulaniem wybranych zbiorników zaporowych w dorzeczu Wisły. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN, 8. PWN, Warszawa.
• Michalec B. 2008. Ocena intensywności procesu zamulania małych zbiorników wodnych w dorzeczu Górnej Wisły. Zesz. Nauk. Uniw. Roln. w Krakowie, 451, ser. Rozprawy, 328.
• Michalec B. 2009. Wybrane metody określenia intensywności transportu rumowiska unoszonego. Monografia. Polska Akademia Nauk Oddział w Krakowie. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 8.
• Michalec B., Cupak A. 2022. Assessment of Quality of Water and Sediments in Small Reservoirs in Southern Poland. A Case Study. Environmental Engineering Research, 27(2). https://doi.org/10.4491/eer.2020.660
• Mulu A., Dwarakish G.S. 2015. Different Approach for Using Trap Efficiency for Estimation of Reservoir Sedimentation. An Overview. Aquatic Procedia, 4, 847–852. https://doi.org/10.1016/j.aqpro.2015.02.106.
• Opracowanie wyników pomiarów rumowiska unoszonego do wydawnictw rocznikowych – wskazówki. 1982. Wyd. IMGW, Warszawa.
• Program małej retencji województwa małopolskiego. 2004. Projekt Urzędu Marszałkowskiego Województwa Małopolskiego i Małopolskiego Zarządu Melioracji i Urządzeń Wodnych w Krakowie, Kraków, wersja na CD.
• Renard K.G., Foster G.R., Weesies G.A., McCool D.K., Yoder D.C. 1997. Predicting Soil Erosion by Water: A Guide to Conservation Planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). U.S. Department of Agriculture. Agriculture Handbook No. 703.
• Reniger A. 1959. Zagadnienia erozji gleb w Polsce. Prace i Studia KGW PAN, II, cz. I. Warszawa, 211–234.
• Roehl J. 1962. Sediment source area, delivery rations and influencing morphological factors. IAHS, 59, 202–213.
• Spalevic V. 1999. Application of Computer-Graphic Methods in the Studies of Draining Out and Intensities of Ground Erosion in the Berane Valley. Master’s Thesis. Faculty of Agriculture of the University of Belgrade, Belgrade, Serbia.
• Tan G., Chen P., Deng J., Xu Q., Tang R., Feng Z., Yi R. 2019. Review and improvement of conventional models for reservoir sediment trapping efficiency. Heliyon, 5(9). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02458.
• Van Rijn L.C. 1984. Sediment transport. Part II: Suspended load transport. Journal of Hydraulic Engineering, vol.110, No 10, 1613-1641,
• Vincent R., Dębski D., Green T. 2001. Sedimentation in Storage Reservoirs. Final Report. Department of Environment, Transport and the Regions. Halcrow Water, Burderop Park Swindon Wiltshire.
• Williams J.R. 1975. Sediment-yield prediction with universal equation using runoff energy factors. Proc. Present and Prospective Technology for Predicting Sediment Yield and Sources, USDA-ARS-S-40, 244–252.
• Wischmeier H.W., Smith D.D. 1965. Predicting rainfall erosion losses. A guide from cropland east of the Rocky Mountains. USDA, Agriculture Handbook, 282.
• Wiśniewski B., Kutrowski M. 1973. Budownictwo specjalne w zakresie gospodarki wodnej. Zbiorniki wodne. Prognozowanie zamulania. Wytyczne instruktażowe. Biuro Studiów i Projektów Budownictwa Wodnego „Hydroprojekt”, Warszawa.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).