Badanie wpływu zmian współczynnika szorstkości na wielkość przepływu obliczeniowego

• Autorzy: Słowik-Opoka E. , Brożek M.

Identyfikatory

DOI

10.12657/landfana.030.005

Warianty tytułu

EN

Study the impact of changes in the roughness coefficient on the calculated discharge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy podjęto próbę określenia relacji między szorstkością koryta rzeki podgórskiej, wyrażoną współczynnikiem szorstkości a wielkością przepływu obliczeniowego. Z uwagi na fakt, że dobór zawyżonych wartości współczynnika szorstkości (n) może prowadzić do błędnego określania wielkości przepływu oraz wymiarowania przekroi poprzecznych koryt rzek i potoków w ramach pracy wykonano obliczenia wielkości przepływu (Q) z uwzględnieniem wartości (n) obliczonego wg różnych formuł. Przeprowadzone zostały pomiary hydrometryczne oraz geodezyjne. Pobrane zostały próbki rumowiska dennego celem określenia średnic charakterystycznych rumowiska, które posłużyły do obliczeń współczynników: szorstkości (n) oraz oporu przepływu (f) na badanym odcinku rzeki. W oparciu o analizę wyników badań stwierdzono, że decydujący wpływ na wartość współczynnika szorstkości wywiera średnica ziaren. Z uwagi na złożoność zagadnienia, potwierdzenie hipotezy o istnieniu bezpośredniego związku pomiędzy współczynnikiem szorstkości a głębokością wody w korycie wymaga przeprowadzenia dodatkowych badań.

EN

The study attempts to describe the relationship between roughness of mountain river beds, expressed by the roughness coefficient and the water depth of the river. Due to the fact that the selection of inflated values of the coefficient (n) can lead to erroneous determination of the discharge and dimensioning of river cross sections, the discharge (Q) has been calculated using values of (n) which were derived using different formulas. Hydrometric measurements and surveying were performed, samples were also collected to determine dimensions of sediment particles, which were used to calculate the coefficients: roughness (n) and resistance to flow (f) on the tested section of the river. Based on the analysis of test results, it was found that the diameter of grains had the decisive influence on the value of roughness. Due to the complexity of the issue, the confirmation of the hypothesis of the existence of a direct relationship between the ratio of roughness coefficient and the water depth in the river channel requires more research.

Słowa kluczowe

PL

rzeka; przepływ; rumowisko; szorstkość; koryto rzeki

EN

river; discharge; bed load; roughness; river channel

• Wydawca: Stowarzyszenie Geomorfologów Polskich
• Czasopismo: Landform Analysis
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 30
• Strony: 49--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys.

Twórcy

autor

Słowik-Opoka E.

• Instytut Ochrony Ekosystemów Leśnych, Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie

autor

Brożek M.

• Katedra Melioracji i Kształtowania Środowiska, Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie

Bibliografia

• Aberle J., Smart, G. M., 2003. The influence of roughness structure on flow resistance on steep slopes. Journal of Hydraulic Research 41(3): 259–269.
• Bartnik W., Florek J., 2002. Charakterystyka parametrów przepływu w potokach górskich i na terenach zalewowych porośniętych roślinnością sztywną. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej w Krakowie.
• Bezzola G., Müller, A., Minor, H., 2004. Shallow open channel flow with large roughness. Int. Conf. Hydraulic Engineering: Research and Practice. Roorkee, India: 264–276.
• Carling P. A., Kelsey, A., Glaister, M., 1992. Effect of bed roughness, particle shape, and orientation on initial motion criteria. Dynamics of gravel-bed rivers. Wiley & Sons: 26–39.
• Chow V. T., 1959. Open channel hydraulics. Mc Graw – Hill Book, New York.
• Cowan W.L., 1956. Estimating hydraulic roughness cofficients. Agrcicultural Engineering 37(7).
• Dąbkowski L., Skibiński J., Żbikowski A., 1982. Hydrauliczne podstawy projektów wodno- melioracyjnych. PWRiL, Warszawa.
• Depeweg H., Krishna P.P., Nestor M., 2014. Sediment transport in irrigation canals: a new approach. UNESCO-IHE Delf Lecture Note Series.
• Dynowska I. 1971. Typy reżimów rzecznych w Polsce. Zeszyty Naukowe UJ. Prace Geograficzne 28, 150.
• Gładki H., 1976. Opory i prędkość przepływu w korytach rzek górskich na przykładzie karpackich dopływów Wisły. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej w Krakowie, seria Rozprawy 43.
• Gładki H., Michalik A., Bartnik W., 1981. Measurements of Bed load transport in mountain streams using the radioactive tracers method. Proc. Of Workshop IAHR, Rapperswil, USA.
• Godzik M., 2006. Opory ruchu wody w strefie ekotonu brzegowego. Infrastruktura i ekologia terenów wiejskich Nr 4/2/2006. Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi: 17–27.
• Hey R.D., 1988. Bar form resistance in gravel-bed rivers. Journal of Hydraulic Engineering – ASCE 114(12): 1498–1508.
• Horn R., Richards K., 2007. Flow-Vegetation Interactions in Restored Floodplain Environments. W: P.J.Wood, D.M.Hannah and J.P.Sadler (eds.), Hydroecology and Ecohydrology: Past, Present and Future, John Wiley and Sons, Ltd.
• Julien P.Y., Klaassen G.J, Ten Brinke W.B., Wilbers A.W., 2002. Case study: bed resistance of Rhine River during 1998 flood. Journal of Hydraulic Engineering 128(12): 1042–1050.
• Knighton D., 1984. Fluvial forms and processes. Edward Arnold Ltd, London.
• Krzanowski S., 1972. Przestrzenna zmienność odpływu średniego (spływu jednostkowego) na obszarze Karpat polskich. Praca doktorska, MS.
• Kubrak E., 2006. O obliczaniu przepustowości koryt rzecznych. Przegląd Naukowy, Inżynieria i Kształtowanie Środowiska 1(31): 29–38.
• Lau Y.L., 1988. Roughness of reverse flow over dunes and its application to the modelling of the Pitt River. Canadian Journal of Civil Engineering 15: 547–552.
• Mokwa M., 2003. Ocena oporów przepływu na terenach zalewowych rzeki Widawy w oparciu o zdjęcia lotnicze. Wydawnictwo AR Wrocław, Monografia.
• Naudasher E., 1992. Hydraulik der Gerinnebauwerke. Springer Verlag.
• Parker G., Peterson, A. W., 1980. Bar resistance of gravel-bed streams. Journal of the Hydraulics Division – ASCE 106(10): 1559–1573.
• Parzonka W., Kasperek R., Bartnik W., 2002. Modelowanie transportu rumowiska wleczonego w korytach rzek z dnem aluwialnym na przykładzie górnej i środkowej Odry. Przegląd Naukowy, Inżynieria i Kształtowanie Środowiska XI 2(25): 70–79.
• PN-EN 933-1, 2012. Badania geometrycznych właściwości kruszyw. cz.1. Oznaczanie składu ziarnowego – metoda przesiewania. PKN. Warszawa.
• Punzet J., 1981. Empiryczny system ocen charakterystycznych przepływów rzek i potoków w karpackiej części Dorzecza Wisły. Wiadomości IMGW 1–2: 31–39.
• Radecki-Pawlik A., Carling P.A., Słowik-Opoka E., Breakspeare R. 2005., Badania terenowe form żwirowo-piaszczystych w rzece o charakterze podgórskim. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi 4: 119–133.
• Rice C. E., Kadavy K.C, Robinson K.M., 1998. Roughness of loose rock riprap on steep slopes. Journal of Hydraulic Engineering – ASCE 124(2):179–185.
• Salata T., 2012. Realizacja pomiarów geodezyjnych wykorzystywanych do obliczeń hydrologicznych. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi 3/2: 133–144.
• Słowik-Opoka E., 2006. Warunki hydrauliczne kształtujące dno rzeki o podłożu żwirowo-piaszczystym. Rozprawa doktorska. MS, AR w Krakowie.
• Smart G.M., Duncan M.J., Walsh J.M., 2002. Relatively rough flow resistance equations. Journal of Hydraulic Engineering – ASCE 128(6): 568–578.
• Wołoszyn J., Czamara W., Eliasiewicz R., Krężel J., 1994. Regulacja rzek i potoków. AWR, Wrocław.
• Wrzesiński D., 2010. Przestrzenne zróżnicowanie stabilności reżimu odpływu rzek europejskich. Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Studia i Prace z Geografii i Geologii 3.
• Żelazo J., 1992. Badania prędkości i oporów przepływu w naturalnych korytach rzek nizinnych. Seria Monografie Naukowe. SGGW Warszawa: 1–148.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).