Określenie rozmieszczenia osadów dennych w małym zbiorniku wodnym za pomocą funkcji względnego kształtu dna

• Autorzy: Michalec B.

Warianty tytułu

EN

Qualification of the distribution of bottom sediments in small water reservoir using the relative depth shape function

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy określenia rozmieszczenia osadów dennych w małym zbiorniku wodnym Zesławice. Zbiornik ten zlokalizowany jest na rzece Dłubni w okolicach Krakowa i charakteryzuje się wysoką intensywnością zamulania. Obliczony średni roczny stopień zamulenia przed odmuleniem wynosił 3,0%, a po odmuleniu 2,0%. W celu prognozy rozmieszczenia osadów w zbiorniku wodnym wykorzystano metodę Rahmaniana i Banihashemiego polegającą na założeniu, że rozmieszczenie odkładów rumowiska w zbiorniku wodnym określa się po tzw. długim okresie eksploatacji. Do określenia długiego okresu eksploatacji posłużono się charakterystyką zamulania, tj. stopniem zamulenia, i wykazano, że gdy stopień zamulenia osiągnie co najmniej 50%, rozmieszczenie osadów w zbiorniku można opisać za pomocą krzywej odłożonego osadu, określoną jako funkcja względnego kształtu dna (Relative Depth Shape Function - RDSF). Na podstawie wstępnej oceny stwierdzono, że metoda określenia rozmieszczenia osadów w zbiorniku wodnym za pomocą RDSF umożliwia uzyskanie wyników zbliżonych do określonych na podstawie pomiarów. Określenie możliwości zastosowania metody wymaga jej weryfikacji w oparciu o wyniki pomiarów zamulania dla różnej wielkości zbiorników.

EN

The attempt of the application of the new method of forecasting the sediment distribution in the water reservoir was introduced in this work. The researches of silting and the sediment distribution were conducted in the small water reservoir at Zesławice near Cracow. Reservoir came into operation in 1966. After sixteen years of exploitation it was silted in 50%. The side reservoir, which took over the functions of the main reservoir during the period of its desilting, was built in 1989. After desilting of the main reservoir the side reservoir was supplied with water from the common water knot on river Dłubnia. A change in water flow conditions in main reservoir at Zesławice, as a consequence of redirecting part of water flow and sediment to the side reservoir Zesławice alters the conditions of transport and sedimentation, and may affect the distribution of sediments in the reservoir. The quantity of sediment deposited in parts nearer dam of the reservoir being got smaller in this effect. Decrease of the water flow intensity and water flow velocity resulted in intensive layering of sediment in the inlet part of main reservoir. The examined small water reservoir at Zesławice is characterized by high silting rate. The calculated average annual silting ratio equals: 3.0% - before desilting, 2.0% - after desilting. Having the results of long-term silting measurements of the small reservoirs at Zesławice, an attempt was made to apply the method presented by Rahmanian and Banihashemi for prediction of sediment distribution in small reservoirs. Rahmanian and Banihashemi stated that distribution of sediment deposition in water reservoir is defined for a long duration operation. Silting characteristics - i.e. silting ratios were used in order to determine the long duration operation, and it was demonstrated that when the silting ratio has reached at least 50%, the sediment deposition in the reservoir may be described by empirical reservoir Relative Depth Shape Function (RDSF). According to this method for a long duration operation, relative volume divided by relative level gives relative cumulative sediment volume concept for each point on relative curve of volume-depth, where Relative Depth Shape Function (RDSF) is related to cumulative sediment deposition in different heights from reservoir bed. It was affirmed on the basis of the preliminary appraisal that the method of the qualification of the sediment distribution in the water reservoir using the Relative Depth Shape Function (RDSF) made possible the obtainment of approximate results to determined on the basis measurements. The qualification of the possibility of the use of this method requires execution of next verification on basis of the results of the measurements of silting of not only small, but average and large water reservoirs.

Słowa kluczowe

PL

mały zbiornik wodny; zamulanie; prognoza rozmieszczenia osadów

EN

small water reservoirs; silting; sediment distribution forecast

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 16, nr 4
• Strony: 425--434
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Michalec B.

• Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki, al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Rosińska A., Dąbrowska L., PCB i metale ciężkie w osadach dennych zbiornika zaporowego w Poraju, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2008, 11, 4, 455-469.
• [2] Haziak T., Czaplicka-Kotas A., Ślusarczyk Z., Szalińska E., Przestrzenne zmiany stężeń cynku w osadach dennych Zbiornika Czorsztyńskiego, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2013, 16, 1, 57-68.
• [3] Dąbkowski L., Skibiński J., Żbikowski A., Hydrauliczne podstawy projektów wodno-melioracyjnych, PWRiL, Warszawa 1982.
• [4] Wiśniewski B., Kutrowski M., Budownictwo specjalne w zakresie gospodarki wodnej. Zbiorniki wodne. Prognozowanie zamulania. Wytyczne instruktażowe, Biuro Studiów i Projektów Budownictwa Wodnego „Hydroprojekt”, Warszawa 1973.
• [5] Batuca G.D., Jordaan M.J. Jr., Silting and Desilting of Reservoirs, A.A. Balkema, Rotterdam 2000.
• [6] Thomas W.A., Prashum A.L., Mathematical model of scour and deposition, Journal of the Hydraulics Division, ASCE 1977, 110, HY11, 1613-1641.
• [7] Chang H.H., Fluvial Processes in River Engineering, John Wiley and Sons, New York 1988.
• [8] Hunziker R.P., Fraktionsgewisser Geschiebetransport. Versuchsanstalt fuer Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie, ETH Zuerich 1995, Mitteilungen Nr 138, 209.
• [9] Morris G.L., Fan J., Reservoir Sedimentation Handbook. Design and Management of Dams, Reservoirs and Watersheds for Sustainable Use, McGraw-Hill, New York 1998.
• [10] Cristofano E.A., Area-Increment Method for Distributing Sediment in a Reservoir, US Bureau of Reclamation, Albuquerque, New Mexico 1953.
• [11] Borland W.M., Miller C.R., Distribution of sediment in large reservoirs, Journal Hydraulic Engineering, Div-ASCE 1958, 84, 1-18.
• [12] Lara J.M., Revision of the procedure to compute sediment distribution in large reservoirs, US Bureau of Reclamation, Denver, Colorado 1962.
• [13] Hobbs B.L., Forecasting distribution of sediment deposits in large reservoirs. Appendix I, ETL 1110-2-64, Department of the Army, Office of the Chief of Engineers, Washington 1969.
• [14] Borland W.M., Reservoir Sedimentation, [in:] River Mechanics, ed. H.W. Shen, Water Resources Publications 1970, Chapter 29, 1-38.
• [15] Rahmanian M.R., Banihashemi M.A., Introduction of a new empirical reservoir shape function to define sediment distribution pattern in dam reservoirs, Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering 2012, 36, C1.
• [16] Rooseboom A., Annandale G.W., Reservoir sedimentation and stream power, Proceedings of the D.B. Simons symposium on Erosion and Sedimentation, Colorado State University 1983.
• [17] Michalec B., Ocena intensywności procesu zamulania małych zbiorników wodnych w dorzeczu Górnej Wisły, Zesz. Nauk. UR Krak. 2008, 451, Rozprawy 328.
• [18] Dokumentacja techniczna jednostadiowa zbiornika retencyjnego, Biuro Studiów i Projektów Budownictwa Wodnego i Melioracji w Krakowie, 1984.
• [19] Pęczek K., Warunki hydrauliczne transportu i sedymentacji rumowiska unoszonego w dwóch zbiornikach wodnych w układzie równoległym na rzece Dłubni. Rozprawa doktorska, promotor B. Michalec. Maszynopis, Archiwum Katedry Inżynierii Wodnej i Geotechniki UR w Krakowie, 2011.
• [20] Michalec B., Wpływ rozdziału wód w węźle wodnym na intensywność zamulania dwóch zbiorników wodnych w układzie równoległym, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska 2012, 21 (3), 57, 141-150.
• [21] Bednarczyk T., Lubowiecka T., Silting of small water reservoirs, Transport and Sedimentation of Solid Particles, Praha 1995, 2-7.