Ocena funkcjonowania stopni regulacyjnych w korytach rzek karpackich

• Autorzy: Korpak Joanna

Identyfikatory

DOI

10.15199/22.2024.12.2

Warianty tytułu

EN

Assessment of functioning of the Carpathian river channels grade control structures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy jest ocena funkcjonowania długich odcinków rzek poddanych korekcji stopniowej po kilkudziesięciu latach jej działania. Do analizy wybrano dwa koryta rzek o podobnej zabudowie hydrotechnicznej, których wykształcenie oraz dynamika procesów fluwialnych znacząco się różnią. W obu badanych korytach dominuje proces erozji, jednak zachodzi on z różną intensywnością. Oba odcinki rzek wykazują odmienne lokalizacje stref erozji i depozycji w korytach w porównaniu do stref stwierdzonych i opisanych w innych rzekach górskich. Ciągłość transportu może zostać przywrócona już przy przepływie Q_50%. Badania wykazały, że korekcja stopniowa nie spełniła swojego zadania, głównie z powodu niedostatecznego obciążenia koryta materiałem żwirowym wynikającego z ograniczonej dostawy tego materiału z górnych partii koryta.

EN

The goal of the study is to assess the performance of long river sections subject to grade control following several dozen years of their functioning. Two river channels with similar hydraulic engineering structures but different evolution and fluvial processes were selected. In both examined channels, the erosion process dominates; however, it's intensity is different for the two rivers. Both river sections are characterised by different locations of erosion and deposition zones compared to zones identified and described in other mountain rivers. The transport continuity can be restored as soon as at the Q_50% flow. The research indicates that the grade control correction has not fulfilled its task, mainly due to insufficient load of the gravel material in the channel, resulting from its limited supply from the parts of the river located upstream.

Słowa kluczowe

PL

koryta rzek górskich; stopnie regulacyjne; zmiany morfologiczne koryt; procesy fluwialne; erozja koryt rzecznych

EN

mountain river channels; grade control structures; morphological changes in river channels; fluvial processes; river channels erosion

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gospodarka Wodna
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 12
• Strony: 6--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 47 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Korpak Joanna

• Politechnika Krakowska, Katedra Geoinżynierii i Gospodarki Wodnej, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków, Polska

• https://orcid.org/0000-0001-7169-0801

Bibliografia

• [1] Boix-Fayos C., Barbera G. G., López-Bermddez F., Castillo V. M. 2007. „Effects of check dams, reforestation and land-use changes on river channel morphology: case study of the Rogativa catchment (Murcia, Spain)”. Geomorphology 91: 103-123.
• [2] Bombino G. Boix-Fayos C., Gurnell A. M., Tamburino V., Zema D. A. Zimbone S. M. 2014. „Check dam influence on vegetation species diversity in mountain torrents of the Mediterranean Environment". Ecohydrol. 7: 678-691.
• [3] Casserly C. M., Turner J. N., O'Sullivan J. J., Bruen M, Magee D., O'Coil'eir S., Kelly-Quinn M. 2021. „Coarse sediment dynamics and low-head dams: Monitoring instantaneous bedload transport using a stationary RFID antenna". Journal of Environmental Management 300: 113671.
• [4] Cebulska M. Szczepanek R., Twardosz R. 2013. Rozkład przestrzenny opadów atmosferycznych w dorzeczu górnej Wisły. Opady średnie roczne (1952-1981). Kraków: Wydawnictwo PK.
• [5] Comiti F., Lenzi M. A., Mao L. 2013. Local scouring at check dams in mountain rivers. W Check Dams, Morphological Adjustment and Erosion Control in Torrential Streams, 263-282. Nowy Jork: Nova Science Publishers.
• [6] Csiki S., Rhoads B. L. 2010. „Hydraulic and geomorphological effects of run-of-river dams". Prog. Phys. Geogr. 34: 755-780.
• [7] Cucchiaro S., Cavalli M., Vericat D., Crema S., Llena M., Beinat A., Marchi L., Cazorzi F. 2019. „Geomorphic effectiveness of check dams in a debris-flow catchment using multi-temporal topographic surveys”. Catena 174: 73-83.
• [8] Galia T., Škarpich V., Hradecký J., Pribyla Z. 2016. „Effect of grade-control structures at various stages of their destruction on bed sediments and local channel parameters”. Geomorphology 253: 305-317.
• [9] Galia T., Škarpich V. 2017. „Response of bed sediments on the grade-control structure management of a small piedmont stream”. River Res. Appl. 33: 483-494.
• [10] Galia T., Škarpich V., Ruman S. 2021. „Impact of check dam series on coarse sediment connectivity”. Geomorphology 377: 107595.
• [11] Galia T., Škarpich V, Smažák I. 2022. Effect of Check Dams on Sediment Connectivity. W Check Dam Construction for Sustainable Watershed Management and Planning. Nowy Jork: John Wiley & Sons, Inc.
• [12] García C. C., Lenzi M. A. 2013. Check dams, morphological adjustments and erosion control in torrential streams. Nowy Jork: Nova Science Publishers, Inc.
• [13] Goodarzi E., Farhoudi J., Shokri N. 2012. „Flow characteristics of rectangular broad-crested weirs with sloped upstream face". Journal of Hydrology and Hydromechanics 60(2): 87-100.
• [14] Guan D., Melville B. W., Friedrich H. 2015. „Live-bed scour at submerged weirs”. Journal of Hydraulic Engineering 141(2): 04014071.
• [15] Hajdukiewicz H., Wyżga B. 2019. „Aerial photo-based analysis of the hydromorphological changes of a mountain river over the last six decades: The Czarny Dunajec, Polish Carpathians", Science of the Total Environment 648: 1598-1613.
• [16] Hess M. 1965. „Piętra klimatyczne w polskich Karpatach Zachodnich”. Zeszyty Naukowe UJ, Prace Geograficzne 11: 1-258.
• [17] Kang J. H., Kazama S. 2014. „Development and application of hydrological and geomorphic diversity measures for mountain streams with check and slit-check dams”. Journal of Hydro-environment Research 8: 32-42.
• [18] Klimaszewski M. 1972. Karpaty Wewnętrzne. W Geomorfologia Polski. Warszawa: PWN.
• [19] Kostadinov S. Dragovic N. 2010. Check Dams in the Torrent Control Practice in Small Mountainous Catchments. W Check dams, morphological adjustments and erosion control in torrential streams. Nowy Jork: Nova Science Publishers, Inc.
• [20] Korpak J. 2007. „The influence of river training on mountain channel changes (Polish Carpathian Mountains)". Geomorphology 92: 166-181.
• [21 Korpak J. 2015. „Evolution of the lower Mszanka Channel section after training using stage correction method". Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich IV: 1285-1302.
• [22] Korpak J. 2018. Human impact on mountain streams and rivers. W Open Channel Hydraulics, River Hydraulic Structures and Fluvial Geomorphology: for Engineers, Geomorphologists and Physical Geographers, 400-435. Boca Raton: CRC Press Taylor & Francis Group.
• [23] Korpak J. 2020. „Assessment of changes in channel morphology in a mountain river regulated using grade control structures". Journal of Ecological Engineering 21(8): 163-176.
• [24] Korpak J., Lenar-Matyas A. 2019. „Stream channel changes as a result of sudden sediment release due to check dam lowering (Polish Carpathians)”. Environ. Earth Sci. 78: 404.
• [25] Korpak J., Lenar-Matyas A., Radecki-Pawlik A., Plesiński K. 2021. „Erosion irregularities resulting from series of grade control structures: The Mszanka River, Western Carpathians”. Sci. Total Environ. 799: 149469.
• [26] Korpak J., Lenar-Matyas A., Radecki-Pawlik A. 2023. „Spatial and temporal variability of the morphodynamics of a regulated mountain river. Journal of Hydrology 622: 129719.
• [27] Lenzi M. A., Comiti F. 2003. „Local scouring and morphological adjustments in steep channels with check-dam sequences”. Geomorphology 55: 97-109.
• [28] Lenzi M. A., Comiti F., Marion A. 2003. „Local scouring at grade-control structures in alluvial mountain rivers”. Water Resources Research 39(7): 1176.
• [29] Ma X., Wang L., Nie R., Yang K, Liu X. 2019. „Case Study: Model test on the effects of grade control datum drop on the upstream bed morphology in Shiting River". Water 11: 1898.
• [30] Marion A. Tregnaghi M, Tait S. 2006. „Sediment supply and local scouring at bed sills in high-gradient streams”. Water Resources Research 42: W06416.
• [31] Martin-Vide J. P, Andreatta A. 2009. „Channel degradation and slope adjustment in steep streams controlled through bed sills”. Earth Surface Processes and Landforms 34(1): 38-47.
• [32] Mikuś P., Wyżga B., Walusiak E., Radecki-Pawlik A., Liro M., Hajdukiewicz H., Zawiejska J. 2019. „Island development in a mountain river subjected to passive restoration: the Raba River, Polish Carpathians”. Science of the Total Environment 660: 406-420.
• [33] Pagliara S., Palermo M. 2013. „State of art in block ramp and downstream stilling basin design”. Journal of Water Sciences Research 5(1): 1-18.
• [34] Pagliara S., Palermo M., Carnacina J. 2011. „Expanding pools morphology in live-bed conditions”. Acta Geophysica 59(2): 296-316.
• [35] Petit F., Poinsart D., Bravard J.-P. 1996. „Channel incision, gravel mining and bedload transport in the Rhône river upstream of Lyon, France ("canal the Mirabel")”. Catena 26: 209-226.
• [36] Projekt nr 2220. 1969. Projekt wstępny - poszerzenie - ochrona Nowego Targu przed powodzią.
• [37] Projekt nr 101. 1977. Regulacja Białego Dunajca w odcinku 0,000-3,260. Projekt techniczny.
• [38] Projekt nr 4170. 1987. Inwentaryzacja powykonawcza korekcji stopniowej na potoku Biały Dunajec w km 0,900-3,266. Okręgowa Dyrekcja Gospodarki Wodnej w Krakowie.
• [39] Projekt nr 4175. 1989. Inwentaryzacja powykonawcza korekcji stopniowej na potoku Mszanka.
• [40] Projekt nr 1750. 2000. Systematyczna zabudowa potoku Mszanka w km 0,000--2140 w miejscowości Mszana Dolna. Projekt budowlany i wykonawczy. Ośrodek Usług Inżynierskich „STAAND” Sp. z o.o.
• [41] Projekt nr 2064. 2003. Usuwanie skutków powodzi z lipca 2001. Projekt budowlany regulacji koryta potoku Biały Dunajec w km 3,260-6,500 w miejscowości Szaflary. Hydroprojekt Oddział Kraków Sp. z o.o.
• [42] Radecki-Pawlik A. 2013. On using artificial rapid hydraulic structures (RHS) within mountain stream channels - some exploitation and hydraulic problems. W Experimental and computational solutions of hydraulic problems. Series: GeoPlanet: Earth and Planetary Sciences. Monograph, 101-115. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag.
• [43] Radecki-Pawlik A., Plesiński K., Wyżga B. 2013. Analysis of chosen hydraulic parameters of a rapid hydraulic structure (RHS) in Porębianka Stream, Polish Carpathians. W Proceedings of the international workshop on hydraulic design of low-head structures, 121-128. Bundesanstalt für Wasserbau.
• [44] Raport z wykonania map zagrożenia powodziowego i map ryzyka powodziowego. 2013. Projekt ISOK, IMGW-PIB.
• [45] Wang L., Melville B. W., Guan D. Whittaker C. N. 2018. „Local scour at downstream sloped submerged weirs”. Journal of Hydraulic Engineering 144(8).
• [46] Wohl E. 2006. „Human impacts to mountain streams”. Geomorphology 79(3-4): 217-248.
• [47] Zawiejska J., Wyżga B., Radecki-Pawlik A. 2015. „Variation in Surface bed material along a mountain river modified by gravel extraction and channelization, the Czarny Dunajec, Polish Carpthians". Geomorphology 231: 353-366.