Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Regulation of mountain streams versus ecological balance as illustrated by the example of the upper Vistula basin (part I)

Niechwiej A.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2015

|

Vol. 24, No. 3

301--310

EN

Streams of the Polish Carpathians are characterized by a high gradient as well as a great changeability of their volume and velocity of flow. The processes which take place in these streams are those connected with lateral, bottom and channel erosion. In order to reduce those types of erosion, various methods of channel regulation are used. In mountain streams these are mainly: river bars, drop hydraulic structures and anti-debris dams. Regulation works (straightening of the stream channel and hydraulic structures), changes in the use of the river basin, reduction in debris supplies and exploitation of river alluvia have led to a significant deepening of channels. This increases the risk of flooding associated with higher flows. Regulation works conducted within the channels and anthropogenic pressure in the areas adjacent to watercourses exert a negative effect on biotic communities. In most cases, changes in the structure of flows, in the stability of the river bottom and in the variety of habitats as well as disruption of the river continnum affect living conditions and diversity of vertebratesand invertebrates. The attempts at improving the ecological status of Carpathian water-courses through changes in hydromorphological conditions are connected with the implementation of European Union directives. Such actions include, among other things, replacement of traditional hydraulic structures by biotechnical ones, which are more eco-friendly. Their usefulness, however, still requires long-term monitoring.

PL

Zaprezentowano model numeryczny, będący wielkowirowym wariantem modelu gazu sieciowego Boltzmanna, pozwalający wyznaczyć rozkład prędkości przepływu w korytach otwartych z elementami sztywnymi. Szczególną właściwością przedstawionego modelu jest uwzględnienie wpływu elementów sztywnych na rozkład prędkości w sposób uśredniony, w miejsce analizy wpływu pojedynczych elementów. Takie podejście umożliwia zastosowanie modelu do obliczania rozkładu prędkości w korytach o rozmiarach charakterystycznych znacznie przekraczających rozmiar pojedynczego elementu. Potoki Karpat polskich odznaczają się znacznym spadkiem oraz dużą zmiennością objętości i prędkości przepływu wody. W ciekach tych zachodzą procesy erozji korytowej, bocznej i dennej. Aby je ograniczyć, stosuje się różnorodne metody regulacji koryt. W potokach górskich są to głównie: progi, stopnie wodne i zapory przeciwrumowiskowe. Prace regulacyjne (wyprostowanie koryt i zabudowa hydrotechniczna), zmiany w charakterze użytkowania zlewni, zmniejszenie dostaw rumowiska i eksploatacja aluwiów rzecznych spowodowały znaczne pogłębienie koryt. Jest to przyczyną wzrostu ryzyka powodziowego, towarzyszącego większym przepływom. Prace regulacyjne w obrębie koryt i presja antropogeniczna na terenach przyległych do cieków wywołują negatywne skutki w biocenozach rzecznych. Zmiany w strukturze przepływów, stabilności dna, zróżnicowaniu siedlisk, przerwanie continuum rzecznego w większości przypadków rzutują na warunki życia oraz różnorodność fauny bezkręgowej i kręgowej. Próby poprawy stanu ekologicznego cieków karpackich poprzez zmianę warunków hydromorfologicznych podejmowane są w związku z wdrażaniem dyrektyw Unii Europejskiej. Do działań takich zalicza się m.in. zastępowanie tradycyjnych konstrukcji hydrotechnicznych przez budowle biotechniczne, przyjazne naturze. Ich przydatność wymaga jednak jeszcze wieloletniego monitorowania.

2

Regulation of mountain streams versus ecological balance as illustrated by the example of the upper Vistula basin (part II)

Niechwiej A.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2015

|

Vol. 24, No. 4

400--411

EN

Streams of the Polish Carpathians are characterized by a high gradient as well as a great changeability of their volume and velocity of flow. The processes which take place in these streams are those connected with lateral, bottom and channel erosion. In order to reduce those types of erosion, various methods of channel regulation are used. In mountain streams these are mainly: river bars, drop hydraulic structuresand anti-debris dams. Regulation works (straightening of the stream channel and hydraulic structures), changes in the use of the river basin, reduction in debris supplies and exploitation of river alluvia have led to a signifi cant deepening of channels. This increases the risk of flooding associated with higher flows. Regulation works conducted within the channels and anthropogenic pressure in the areas adjacent to watercourses exert a negative effect on biotic communities. In most cases, changes in the structure of flows, in the stability of the river bottom and in the variety of habitats as well as disruption of the river continnum affect living conditions and diversity of vertebrates and invertebrates. The attempts at improving the ecological status of Carpathian watercourses through changes in hydromorphological conditions are connected with the implementation of European Union directives. Such actions include, among other things, replacement of traditional hydraulic structures by biotechnical ones, which are more eco-friendly. Their usefulness, however, still requires long-term monitoring

PL

Potoki polskich Karpat odznaczają się znacznym spadkiem oraz dużą zmiennością objętości i prędkości przepływu wody. W ciekach tych zachodzą procesy erozji korytowej, bocznej i dennej. Aby je ograniczyć, stosuje się różnorodne metody regulacji koryt. W potokach górskich są to głównie: progi, stopnie wodne i zapory przeciwrumowiskowe. Prace regulacyjne (wyprostowanie koryt i zabudowa hydrotechniczna), zmiany w charakterze użytkowania zlewni, zmniejszenie dostaw rumowiska i eksploatacja aluwiów rzecznych spowodowały znaczne pogłębienie koryt. Jest to przyczyną wzrostu ryzyka powodziowego, towarzyszącego większym przepływom. Prace regulacyjne w obrębie koryt i presja antropogeniczna na terenach przyległych do cieków wywołują negatywne skutki w biocenozach rzecznych. Zmiany w strukturze przepływów, stabilności dna, zróżnicowaniu siedlisk, przerwanie continuum rzecznego w większości przypadków rzutują na warunki życia oraz różnorodność fauny bezkręgowej i kręgowej. Próby poprawy stanu ekologicznego cieków karpackich, poprzez zmianę warunków hydromorfologicznych, podejmowane są w związku z wdrażaniem dyrektyw Unii Europejskiej. Do działań takich zalicza się m.in. zastępowanie tradycyjnych konstrukcji hydrotechnicznych przez budowle biotechniczne, przyjazne naturze. Ich przydatność wymaga jednak jeszcze wieloletniego monitorowania.

3

Równowaga hydrodynamiczna ważnym parametrem kształtującym stan ekologiczny cieków karpackich

Strużyński A., Bartnik W., Kulesza K., Czoch K.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 3

2591--2610

EN

According to the Water Framework Directive human activities should lead to an improvement or at least stabilizing of water ecosystems. Due to the adaptive nature of living species, reference conditions specified under the WFD for mountain river should be tested after reaching of proper hydromorphological parameters. The hydrodynamical balance of mountain river channel is reflected by it's plan view as well as by vertical and cross-sectional layouts. Mountain river in natural conditions produce a clearly defined riffle and pool system and can create a variety of channels with bars. Fluvial processes occurring in mountain rivers differ much from those that occur in lowland rivers. Beds of mountain rivers and streams, due to the water flow in high bed relative roughness conditions, are sensitive to changes in the bed material composition, size and shape. In these circumstances, bedforms are not created. While low and medium flows, there is no sediment transport, and only minor grain hide, sorting and armoring processes form the top of the bed. Granulometric curve changes depend on variations in several parameters. During the process of creating or removing the armored layer, the variation of fractions describing bed stability and water flow conditions exist. In a changing regime of watercourses functioning with the rough bottom, the standard deviation of the curve correctly reflects the bed material sorting processes. Armored bottom exists for it's values less than 1.6, and in the natural conditions the value does not fall below 1.3. In this case, fine material is almost completely removed from the bottom of the cover. Below the reaches of river sources, which are the steepest sections of mountain streams, riverbeds mostly achieve hydrodynamic balance and this is the optimal condition for the development of the aquatic ecosystem. When the incised channel, with armored bottom in alluvial river is found, it often shows a limited supply of bed material. Many factors can affect the change of the river channel so the stable morphological state occurs after some time, and after many oscillations around the optimal condition. It is a period of a few to tens of years. In any case, one can determine the state and intensity of fluvial processes. This paper presents a proposal for the implementation of the hydrodynamic balance to assess their ecological status as one of the first and basic. The assessment of the alluvial rivers hydrodynamic balance is shown on the example of the Skawa river (section above the mouth of Bystrzanka stream). Hydrodynamic balance of the channel was based on the analysis of interdependencies between riverbed bandwidth, the channel lateral and vertical layout and bed stability for the characteristic flows of the water: (Q75%, Q50% Q25%, Q10% and Q1%, bankfull an dominant flows). Bed stability analysis presented in the paper was performed using the computer program ARMOUR. Calculations were performed by comparing the critical Shields stresses characterizing all fractions of bed material to the bed shear stresses of the flowing water. On the basis of analysis of the riverbed in this section it was classified as natural.