Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Bridge headwater afflux estimation using bootstrap resampling method

Kiraga Marta, Bajkowski Sławomir, Urbański Janusz

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 1

21--37

EN

The bridge structure’s development causes a riverbed cross-sections contraction. This influences the flow regime, being visible during catastrophic floods. Then the flow velocity increases and water piles up upstream the bridge, where headwater afflux could be observed. These changes depend on the watercourse geometry and the bridge cross-section properties, especially on the degree of flow contraction under the bridge. Hydraulic conditions under the bridge depend on flow velocity, dimensions, and shape of abutments, the granulometric composition of bedload, which can be quantitatively characterized by hydraulic resistance coefficients. The research subject of headwater afflux is equated with the recognition of morphodynamic processes occurring along the passage route. The headwater afflux could be estimated by empirical formulas and by the energy method using Bernoulli’s law. Empirical methods are optimized by adopting various statistical criteria. This paper compares the headwater afflux values calculated using two existing empirical formulas, Rehbock and Yarnell, and compares them with the results of laboratory tests. Following the assumption that the free water surface is influenced by flow resistance, an attempt was made to include friction velocity in the empirical formulas. Based on the Authors’ database, the coefficients used were optimized using bootstrap resampling in Monte Carlo simulation. The analyses demonstrated that the formula best describing the phenomenon of headwater afflux upstream the bridge is an empirical formula built based on the historical Yarnell formula, which includes friction velocity value. The optimized equation provides an average relative error of 12.9% in relation to laboratory observations.

PL

Zabudowanie koryta rzeki filarami i przyczółkami mostu powoduje zwężenie jego przekroju. Wpływa to zmiany warunków przepływu, które widoczne są przede wszystkim podczas wezbrań katastrofalnych. Następuje wtedy zwiększenie prędkości przepływu oraz spiętrzenie wody przed mostem. Zmiany te zależą od geometrii koryta cieku oraz przekroju mostowego, a szczególnie stopnia zwężenia strumienia pod mostem. Warunki hydrauliczne pod mostem zależą od prędkości przepływu, wymiarów i kształtu podpór, składu granulometrycznego rumowiska, które scharakteryzować można ilościowo za pomocą współczynników oporów hydraulicznych. Tematyka badawcza spiętrzenia pod mostem stawiana jest na równi z rozpoznaniem procesów morfodynamicznych zachodzących na długości przeprawy. Spiętrzenie pod mostami określa się wzorami empirycznymi oraz metodą energetyczną wykorzystującą prawo Bernoulliego. Metody empiryczne optymalizuje się przyjmując różne kryteria statystyczne. W artykule porównano spiętrzenie pod mostem obliczone za pomocą dwóch znanych formuł empirycznych Rehbocka oraz Yarnella i porównano je z wynikami badań laboratoryjnych. Kierując się przesłanką, że na ukształtowanie swobodnego zwierciadła wody w rejonie mostu wpływają także opory przepływu, podjęto próbę włączenia prędkości dynamicznej do formuł empirycznych. Na podstawie własnej bazy danych współczynniki wykorzystanych formuł zoptymalizowano z użyciem metody bootstrap resampling w symulacji Monte Carlo. Przeprowadzone analizy wykazały, że formułą najlepiej opisującą zjawisko spiętrzenia pod mostem jest formuła empiryczna zbudowana na podstawie historycznej formuły Yarnella. Uwzględniając w niej prędkość dynamiczną i optymalizując uzyskano średni błąd względny 12.9%. Taka wartość średniego błędu względnego potwierdza słuszność przyjętego podziału pola prędkości na odpływie. Stwierdzono, że metoda bootstrap resampling w symulacji Monte Carlo stanowi użyteczne narzędzie inżynierskie przy optymalizacji formuł w badaniach hydraulicznych. Szczególnie cennym elementem artykułu jest wykorzystywanie próby danych historycznych.

2

Kanał Bydgoski

Sobczak-Piąstka J., Lachowicz M., Podhorecki A.

Materiały Budowlane

|

2016

|

nr 7

57--61

PL

Kanał Bydgoski to unikatowy w skali europejskiej obiekt inżynierski. W 2006 r. został wpisany do rejestru zabytków. W okresie międzywojennym kanał był uważany za najpiękniejszą i najsprawniejszą drogę wodną II Rzeczypospolitej. Rozwój Bydgoszczy w XVIII w. i na początku XIX w. mocno wiąże się z tym obiektem hydrotechnicznym.

EN

The Bydgoszcz Channel is an unique engineering structure in Europe. It was entered in the register of monuments in 2006. The Bydgoszcz Chanel in the interwar period was regarded as the most beautiful and the most efficient waterway on the territory of the Second Polish Republic. Development of Bydgoszcz in the eighteenth century and early nineteenth century, strongly associated with this hydro-engineering object.

3

Mathematical and hydraulic modelling of undular jump

Riabenko A. A., Chernyuk V. V., Klyuha O. A., Halych O. A., Poplavskiy D. M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 3/II

379--391

EN

The article considers the problem of undular jump’s mathematical and hydraulic modelling. The cases of undular jump formation during different hydrotechnical constructions work are given. If the specifity of undular jump, especially wavelike free-surface and departure of from pressure distribution will not be taken into account, it can put to difference between designed and real hydraulic regimen. This factor can bring to miscalculation during designing, building and exploitation of constructers. All that shows the issue urgency of undular jump characteristics calculations and modelling. The article gives existent differential equations of free-surface of near-critical flows, which include undular jump. The disadvantage of given differential equations and their solutions are made, based on produced analysis. Consequently, addressing the mentioned existing misconceptions about the undular jump, it is necessary take into account inclination and curvature of streamlines in initial section of considered phenomena. The original mathematical model of near-critical flow, which takes into account this factor, are suggested. On the basis of this model, the differential equation was derived – with its general and specific solutions – for the free-surface profile of the considered phenomena. The results of undular jump laboratory researches, which were made on experimental setup, are demonstrated. The comparison of theoretical calculations with experimental data has provided a good convergence of the results.

PL

Artykuł rozważa problemy matematycznego i hydraulicznego modelowania skoku falowego. Podano przypadki tworzenia się skoku falowego przy różnych pracy różnych budowli hydrotechnicznych. Jeśli określony skok falowy, szczególnie fali na wolnej powierzchni nie jest brany pod uwagę rozkład ciśnień, to otrzymane wyniki będą się znajdować pomiędzy projektowanym a rzeczywistym poziomem. Czynnik ten może powodować błędy w czasie projektowania, wznoszenia i eksploatacji budowli. Wskazuje to na konieczność opracowania wzorów i modeli do określania charakterystyk skoków falowych. Artykuł podaje różne wzory dla wolnej powierzchni i przepływów bliskokrytycznych, które zawierają skok falowy. Niedokładności podanych różnych równań i ich rozwiązania ustalono, na podstawie opracowanych analiz. Wskutek tego, adresując istniejące błędne wyrażenia w stosunku do skoku falowego, trzeba brać pod uwagę nachylenie i krzywiznę linii nurtu w początkowej sekcji rozważanego zjawiska. Zaproponowano oryginalny model matematyczny bliskokrytycznego przepływu, który uwzględnia powyższy czynnik. Na podstawie tego modelu, opracowano odrębne równania - z ogólnymi i szczegółowymi rozwiązaniami - dla zjawiska przepływu o wolnej powierzchni. Zaprezentowano również wyniki badań laboratoryjnych skoku falowego, które były podstawą analiz. Porównanie obliczeń teoretycznych z wynikami badań doświadczalnych pokazuje dobrą zbieżność wyników.

4

Ocena warunków hydraulicznych zmodernizowanego zbiornika wodnego w Leźnicy Wielkiej

Gąsowska M., Urbański J.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2013

|

z. 60, nr 4

21--31

PL

W pracy przedstawiono analizę wyników obliczeń hydraulicznych pod kątem oceny funkcjonowania zmodernizowanych urządzeń upustowych obiektu piętrzącego zbiornika wodnego na rzece Gnidzie w Leźnicy Wielkiej. W 2011 roku zrewaloryzowano będący w złym stanie technicznym obiekt piętrzący oraz jego urządzenia upustowe. W celu kompletnej oceny hydraulicznych warunków działania obiektu wodnego przeprowadzono jego inwentaryzację i oględziny konstrukcji budowli w zakresie niezbędnym do przeprowadzenia odpowiednich analiz. Ponadto wykonano pomiary niwelacyjne w wybranych przekrojach koryta rzeki poniżej budowli. Sporządzono charakterystykę zdolności przepustowej koryta w dolnym stanowisku budowli oraz określono jej wpływ na wydatek spustów dennych zbiornika. Przeprowadzone obliczenia wykazały, że zmodernizowane urządzenia upustowe umożliwiają poprawne przeprowadzanie przepływów wód i utrzymanie oczekiwanego położenia zwierciadła wody na Zalewie Leźnickim. Dokonano oceny hydraulicznych warunków bezpiecznego przeprowadzania wielkich wód przez urządzenia ewakuacyjne (upustowe) budowli, co zapewnia stabilizację stosunków wodnych na terenach sąsiadujących ze zbiornikiem i zmniejsza zagrożenie wystąpienia podtopień. Przeprowadzone badania terenowe wykazały zły stan koryta rzeki Gnidy poniżej zbiornika, co wpływa na ograniczanie zdolności przepustowej urządzeń ewakuacyjnych (upustowych) budowli przez ich podtopienie i co może być również przyczyną wystąpienia lokalnych podtopień. Oczyszczenie koryta z zarośli oraz innych lokalnych przeszkód spowodowałoby znacząca poprawę w uzyskiwaniu zwiększonych wydatków urządzeń upustowych zbiornika.

EN

This paper presents hydraulic calculations concerning functions of spillway reservoir’s on the Gnida river in Leźnica Wielka. Inventory works and building construction examination have been executed. Levelling measurements of the riverbed have been carried out as well. Flow capacity calculation of the downstream riverbed has been made and its influence on the bottom sluice capacity of flow has been defined. Volume flow of the drop inlet spillway has been calculated. It has helped to estimate hydraulic condition for flood flow. The modernized spillway reservoir’s enables to control water flow and position of the water level in the Leźnicki Reservoir. It guarantees the stabilization of water relations on adjacent areas and reduces flooding risk. The condition of the Gnida riverbed is degraded. It limits the flow capacity and it can be source of flooding.

5

Możliwości zastosowania wybranych odpadów komunalnych w ziemnych budowlach wodnych

Pisarczyk S.

Materiały Budowlane

|

2004

|

nr 3

90-92

PL

Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że odpowiednio przetworzone mechanicznie odpady z tworzyw sztucznych można stosować do wzmocnienia gruntów nasypowych, głównie niespoistych. W celu pełnej oceny przydatności odpadów z tworzyw sztucznych do wzmacniania gruntów w nasypach hydrotechnicznych należałoby przeprowadzić kompleksowe badania na nasypach próbnych. Należałoby również upowszechnić selektywną zbiórkę odpadów i opracować przemysłową technologię mechanicznego ich przetwarzania.

6

Wpływ zmian turbulencji wody oraz poziomu eksploatacji na stan techniczny uregulowanego żłobem koryta potoku górskiego

Radecki-Pawlik A.

Inżynieria Rolnicza

|

2004

|

R. 8, nr 2

7--19

PL

W pracy poruszono problematykę różnic w turbulencji wody płynącej bystrotokiem oraz ich wpływu na zniszczenia stopy skarpy tej budowli. Dodatkowo wskazano na kilka przyczyn związanych z nieprawidłową eksploatacją i konserwacją obiektu wpływających na niszczenie okładziny kamiennej budowli. W związku ze stale pogłębiającym się procesem niszczenia bystrotoku wykonano pomiary turbulencji wody w punktach charakterystycznych koryta regulacyjnego. Stwierdzono prawie 5-krotny wzrost turbulencji wody przy skarpie prawej budowli w stosunku do wartości turbulencji w środkowej części obiektu oraz prawie 10-krotny wzrost turbulencji przy stopie lewej bystrotoku. Badania wykonano w zlewni potoku Młynne w Gorcach, w bystrotoku usytuowanym poniżej zapory przeciwrumowiskowej. Zaproponowano postępowanie w celu prawidłowej eksploatacji obiektu.

EN

Within the paper the turbulence of water below the check dam was investigated due to some devastation in the stone-lined channel, which is constructed along the stream. It was noticed that when comparing the turbulence intensity in the middle part of the channel it was from 5 to 100 times lower then the turbulence intensity close to the channels banks. Additionally, some reasons of poor standard the exploitation of the stone-lined channel were pointed out which have the influence on the conditions of the hydraulic structure. The proposals of solutions of the problem are given. The project was run in the Młynne stream catchment in Polish Carpathian Mountains.

7

Praktyka i nauka w dziedzinie konstrukcji hydrotechnicznych : stan obecny, diagnoza i prognoza rozwoju

Wolski W., Kledyński Z., Król P.

Gospodarka Wodna

|

2003

|

Nr 4

163-172

PL

Przedstawiono przegląd zrealizowanych budowli wodnych w ostatnim 50-leciu, zwracając uwagę na rozbieżności między programami a realizacją. Omówiono stan wiedzy w zakresie konstrukcji hydrotechnicznych, wymieniono zagadnienia, które wymagają badań w najbliższej przyszłości. Między innymi zwrócono uwagę na konieczność wprowadzenia analizy ryzyka w ocenie bezpieczeństwa zapór, szczególnie nasypowych, opartej na nowoczesnym monitoringu i systemach eksperckich z uwzględnieniem analizy numerycznej. Podkreślono konieczność dalszego usprawnienia metody obserwacyjnej.

EN

The paper presents a review of completed in the last 50 years water plants and underlines the discrepancy between programs and their realization. There is also discussed the state of knowledge in the field of hydrotechnic constructions and are mentioned questions which should be investigated in the near future. The Authors draw attention a.o. to the need for making the risk analyses concerning the estimation of safety of dams, particularly the earth dams, based on the present-day monitoring and expert systems taking into account the numerical analysis. The need for farther improvement of observational method has been underlined.

8

Umacnianie i rekonstrukcja grobli, obwałowań, nasypów oraz ubezpieczanie koryt budowli wodnych systemem Geoweb

Martin S., Senf D., Kessler A., Jędrzejewski T.

Gospodarka Wodna

|

1998

|

Nr 1

29-33

EN

The paper presents application of the Geoweb system to the protection and reconstruction of dams, flood banks and road and railway embankments. It presents also installation of provisional dams and reinforcement of existing dams and embankments.

9

Stan techniczny budowli wodnych na podstawie kontroli państwowego nadzoru budowlanego

Gospodarka Wodna

|

1998

|

Nr 9

346-348

10

BHP w budowlach do piętrzenia oraz do poboru i przesyłania wody

Gilewicz A.

Gospodarka Wodna

|

1998

|

Nr 2

58-61

EN

The paper discusses the provisions of safety and hygiene in hydrotechnic damming up objects defined in the order by the Minister of Environmental Protection, Natural Resources and For- estry of 20-th December 1996 concerning requirements which the hydrotechnic building objects and their location should comply with.