Identifying the pool-point bar location based on experimental investigation

• Autorzy: Maatooq Jaafar S. , Hameed Luay

Identyfikatory

DOI

10.2478/jwld-2019-0068

Warianty tytułu

PL

Określanie lokalizacji odsypiska na podstawie badań eksperymentalnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Morphological relationships of meander evolution in terms of hydraulic and geometric characteristics are essential for river management. In present study, an experimental based study of meander evolution was employed to develop a prediction formula for identifying the pool-point bar location by using the dimensional analysis technique and multiple nonlinear regressions. Through the experimental work on a race of the non-uniform river sand, a set of experimental runs have been carried out through combining different hydraulic and geometric parameters to produce different empirical conditions that have a direct impact on the pool-point bar location. Based on the experimental observations and measurements, the variation in pool–point bar locations could be interpreted to that the hydraulic and morphologic properties through the meander evolution were varied during the time causes the variations in the patterns of the pool-point bar formations accordingly. The developed formula was verified by using another set of the experimental data and tested with three statistical indicators. The predicted results indicated that the proposed formula had high reliability for practical estimation of the pool-point bar location. This reliability was tested by the statistical indicators, where the less values have been resulted for bias and mean absolute error (MAE), 0.0004 and 0.0110 respectively, whereas the higher values 0.935 and 0.930 are achieved for the Nash–Sutcliffe efficiency (NSE) and the determination coefficient R², respectively.

PL

Morfologiczne zależności rozwoju meandrów, określane cechami hydraulicznymi i geometrycznymi, są ważne dla gospodarki wodnej. W przedstawionej pracy opisano eksperymentalne badania rozwoju meandrów celem uzyskania prognostycznego wzoru do określenia lokalizacji odsypiska z użyciem techniki analizy wymiarowej i wielorakiej regresji nieliniowej. Przeprowadzono serię eksperymentów nad przemieszczaniem niejednorodnego piasku rzecznego poprzez łączenie różnych parametrów hydraulicznych i geometrycznych, aby osiągnąć różne warunki doświadczalne, które mają wpływ na lokalizację odsypiska. Na podstawie obserwacji i pomiarów z doświadczeń zmienność lokalizacji można interpretować jako zmienność w czasie hydraulicznych i morfologicznych cech tworzenia meandru, które odpowiednio zmieniają położenie odsypiska. Uzyskany wzór weryfikowano, używając innego zestawu danych eksperymentalnych i testowano za pomocą trzech wskaźników statystycznych. Wyniki wskazują, że proponowany wzór ma dużą wiarygodność w praktycznym szacowaniu lokalizacji odsypiska. Wiarygodność tę sprawdzono za pomocą wskaźników statystycznych, w których uzyskano mniejsze wartości dla błędu systematycznego – 0,0004 i średniego błędu bezwzględnego (MAE) – 0,011, podczas gdy wyższe wartości osiągnięto dla współczynnika efektywności Nasha–Sutcliffe’a (NSE) – 0,935 i współczynnika determinacji R² – 0,930.

Słowa kluczowe

EN

experimental investigation; meander evolution; morphologic properties; pool-point bar; river sand

PL

badania doświadczalne; cechy morfologiczne; ewolucja meandru; odsypisko; piasek rzeczny

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2019
• Tom: no. 43
• Strony: 106--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Maatooq Jaafar S.

• University of Technology, Faculty of Civil Engineering, PO Box 35010, Tel Mohammad, Baghdad, Iraq

autor

Hameed Luay

• University of Kufa, Faculty of Engineering, Kufa, Najaf Governorate, Iraq

Bibliografia

• ASCE 1993. Criteria for evaluation of watershed models. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. Vol. 119. Iss. 3 p. 429–442.
• AUEL C., ALBAYRAK I.C., BOES R.M. 2013. Turbulence characteristics in supercritical open channel flows: Effects of Froude number and aspect ratio. Journal of Hydraulic Engineering. Vol. 140. Iss. 4 p. 1–30. DOI 10.1061/(asce)hy.1943-7900.0000841.
• BERGHOUT A., MEDDI M. 2016. Sediment transport modelling in Wadi Chemora during flood flow events. Journal of Water and Land Development. No. 31 p. 23–31. DOI 10.1515/ jwld-2016-0033.
• BINNS A.D. 2006. Time-evolution and stability of the bed in sinegenerated meandering streams: An experimental study. M.Sc. Thesis. Kingston, Canada. Queen’s University.
• DA SILVA A.M.F., EL-TAHAWY T. 2008. On the location in flow plan of erosion-deposition zones in sine-generated meandering streams. Journal of Hydraulic Research. Vol. 46(S1) p. 49–60. DOI 10.1080/00221686.2008.9521939.
• FRIEDKIN J.F. 1945. A laboratory study of the meandering of alluvial rivers. Vicksburg, Mississippi. US Army Engineer Waterways Experiment Station pp. 40.
• ILNICKI P., GÓRECKI K, GRZYBOWSKI M, KRZEMIŃSKA A., LEWANDOWSKI P., SOJKA M. 2010. Principles of hydromorphological surveys of Polish rivers. Journal of Water and Land Development. No. 14 p. 3–13. DOI 10.2478/v10025-011-0001-9.
• MAATOOQ J.S. 1999. Evaluation, analysis and new concepts of scour process around bridge piers. PhD Thesis. Baghdad. University of Technology. Building and Construction Eng. Dept. pp. 171.
• MELVILLE B.W. 1984. Live bed scour of Bridge Piers. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE. Vol. 110. No. 9 p. 1234–1247.
• NASH J.E., SUTCLIFFE J.V. 1970. River flow forecasting through conceptual models. P. I. A discussion of principles. Journal of Hydrology. Vol. 27. Iss. 3 p. 282–290.
• NEZU I., RODI W. 1985. Experimental study on secondary currents in open channel flow. Proc. 21st IAHR Congress. Melbourne, Australia p. 114–120.
• SCHUMM S.A., MOSLEY M., WEAVER W. 1987. Experimental fluvial geomorphology. New York. Wiley. ISBN 978-0471830771 pp. 413.
• VAN RIJN L.C. 1993. Principles of sediment transport in rivers, estuaries and coastal seas. Blokzijl, The Netherlands. Aqua Publications. ISBN 9080035629 pp. 790.
• WHITING P.J., DIETRICH W.E. 1993. Experimental constraints on bar migration through bends: Implications for meander wavelength selection. Water Resources Research. Vol. 29(4) p. 1091–1102.
• YALIN M.S., DA SILVA A.M.F. 2001. Fluvial processes. IAHR Monograph. Delft, the Netherlands. IAHR. Vol. 1. ISBN 9080564923 pp. 197.
• YILMAZ L. 2011. Modeling of developed meanders of an alluvial channel. In: Sediment transport. Ed. S.S. Ginsberg. London. Pergamon Press Inc. p. 215–236.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).