Identification of flow resistance coefficients in floodplain forests

• Autorzy: Mokwa M. , Tymków P. , Wężyk P.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a method of determining the resistance coefficient for waters in floodplain forests, using terrestrial laser scanning (TLS). Determining a drag coefficient hangs on correct determination of the shape drag coefficient for a single element in a group of trees. In order to determine the average shape resistance coefficient, the authors used a computational formula proposed by Lindner and Pasche, modified by Rickert [4]. Parameters to be determined in the equation include: a reliable diameter of trees and their spacing towards and perpendicular to the flow. The data was obtained using the technology of terrestrial laser scanning, carried out by means of the FARO LS 880 scanner, which uses the phase shift technology for measurements. The processing of the obtained data was based on a layer cut out of a 3D point cloud, which provided a basis for determining major taxation features, such as: trunk diameter, height of the tree and its location. For each tree in the area examined (floodplain areas near the estuary of the river Widawa) the coordinates of location in PUWG 1992/19 system as well as the diameter at the height of 50, 100 and 130 cm from the ground was determined. The obtained data were used to calculate the water flow resistance coefficient.

PL

W artykule zaprezentowano metodę wyznaczania współczynnika oporu przepływu wody w lasach na terenie zalewowym z wykorzystaniem naziemnego skaningu laserowego (TLS). Określenie współczynnika oporu sprowadza się do poprawnego wyznaczenia współczynnika oporu kształtu dla pojedynczego elementu wśród grupy drzew. Dla wyznaczenia uśrednionego współczynnika oporu kształtu autorzy wykorzystali formułę obliczeniową zaproponowaną przez Lindnera i Paschego w modyfikacji Rickerta [4]. Parametrami, które należy określić w równaniu są: średnica miarodajna drzew i ich rozstaw w kierunku przepływu oraz prostopadle do niego. Dane te uzyskano wykorzystując naziemny skaning laserowy, przeprowadzony przy użyciu instrumentu FARO LS 880, który dokonuje pomiaru z wykorzystaniem technologii przesunięcia fazowego światła (phase shift). Przetwarzanie uzyskanych danych oparto o warstwę wyciętą z chmary punktów 3D i na tej podstawie określono podstawowe cechy taksacyjne takie jak: średnica pnia, wysokość drzewa oraz jego lokalizację. Dla każdego z drzew na obszarze badań (tereny zalewowe ujściowego odcinka rzeki Widawy) wyznaczono współrzędne położenia w układzie PUWG 1992/19 oraz średnicę na wysokości 50, 100 i 130 cm od gruntu. Na podstawie uzyskanych danych wyliczono współczynnik oporu przepływu wody.

Słowa kluczowe

EN

terrestrial laser scanning; TLS; floodplain forest; resistance coefficient for water

PL

współczynnik oporu przepływu wody; tereny zalewowe

• Wydawca: De Gruyter
• Czasopismo: Studia Geotechnica et Mechanica
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 31, nr 1
• Strony: 39--50
• Opis fizyczny: bibliogr. 8 poz.,

Twórcy

autor

Mokwa M.

autor

Tymków P.

autor

Wężyk P.

• Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Institute of Environmental Engineering, pl. Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław

Bibliografia

• [1] BRETSCHNEIDER H., SCHULTZ A., Anwendung von fliessformeln bei naturnahem gewasserausbau, Technical Report, Heft 72, 1985.
• [2] DVWK: Hydraulische Berechnung von Fliessgewaessern, DVWK-Merkblätter, Heft 220, Verlag Paul Parey, Hamburg und Berlin, 1991.
• [3] KUKUŁA J., MAGNUSKI K., MIS R, WAZYŃSKI B., ZÓŁCIAK E., Zagadnienia praktyczne z urządzania lasu, Część I. Inwentaryzacja lasu i plany urządzania lasu, (Practical aspects of forest management, part I. Inventorying a forest and forest establishment plans – in Polish) Technical report, Ed. AR Poznań, 1997
• [4] RICKERT K., Naturnahe Regelung von Fließgewässern, Kurs PW 06. Universität Hannover, Weiterbildendesstudium Bauingenieurwesen, Wasserwirtschaft, WS 1992/93.
• [5] TYMKÓW P., Zastosowanie metod fotogrametrycznych i teledetekcyjnych do identyfikacji współczynników oporu przepływu wielkich wód w dolinach rzek, (Application of photogrammetry and teledetection to identifying high water flow drag coefficients in river valleys), PhD Thesis, in Polish. UP Wrocław 2007.
• [6] WARMINK J., MIDDELKOOP H., STRAATSMA M., Measuring hydrodynamic vegetation density in a floodplain forest using terresterial lasel scanning, Workshop on 3D Remote Sensing in Forestry, Veinna, 14–15 February, 2006, 55–62.
• [7] WĘŻYK P., Wprowadzenie do technologii skaningu laserowego lidar w leśnictwie, (Introduction to LIDAR scanning in forestry, in Polish) Roczniki Geomatyki, 2006, Vol. IV. No. 4, pp. 119–132.
• [8] WĘŻYK P., KOZIOŁ K., GLISTA M., PIERZCHALSKI M., Terrestrial laser scanning versus traditional forest inventory. First results from the Polish forests, IAPRS Volume XXXVI, Part 3/W52. ISPRS Workshop on Laser Scanning 2007 and SilviLaser 2007, Espoo, September 12–14, 2007, Finland. pp. 424–429.