Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Runoff velocity behaviour on smooth pavement and paving blocks surfaces measured by a tilted plot

Sedyowati L., Suhardjono S., Suhartanto E., Sholichin M.

Journal of Water and Land Development

|

2017

|

no. 33

149--156

EN

Paving blocks have been widely known as an alternative technology for reducing runoff discharge due to their infiltration performance and capability of retarding the flow. Surface configuration of the different paving blocks types and the openings area play important role in decreasing the runoff velocity. In this study, we investigated the surface runoff velocity on two types of paving blocks layers, and a smooth pavement as comparison. The paving blocks type were rectangular blocks, which have 3.2% openings ratio and hexagonal blocks, which have 6.5% openings ratio. We used a tilted plot covering area of 2 × 6 m, equipped by a rainfall simulator to accommodate the variation of surface slope and rainfall intensity. We measured the velocity by using modification of dye tracer and buoyancy method. The data were then tabulated and graphed based on the paving types and the surface slopes. Generally, the velocity-slope relationship has demonstrated that the increase in surface slope leads to the increase in velocity. In this study, the result showed that slope and rainfall intensity simultaneously influenced the velocity (F = 19.91 > Ftable = 5.14; P < 0.05). However, the findings of this study showed a weak relationship between the changes of surface slope and the changes of runoff velocity on the rectangular blocks (R2 = 0.38). The greater slope did not always invariably lead to the greater runoff velocity. It was likely that there was other predictor variable that was not identified before, and need to be further investigated.

PL

Kostka brukowa dzięki zdolności infiltracji wody i hamowania przepływu jest dobrze znanym materiałem stosowanym do utwardzania nawierzchni w celu redukowania spływu. Struktura powierzchni pokrytej kostką różnego typu i przestrzeni pomiędzy kostkami odgrywają istotną rolę w zmniejszaniu prędkości spływu. W pracy badano prędkość spływu powierzchniowego po warstwach kostki brukowej dwóch typów i porównawczo – po gładkiej powierzchni. Zastosowano kostki prostokątne z powierzchnią wolnych przestrzeni wynoszącą 3,2% całkowitej powierzchni i kostkę sześciokątną z powierzchnią wolnych przestrzeni równą 6,5%. Do badań wykorzystano pochyłe poletko o wymiarach 2 × 6 m wyposażone w symulator opadów, aby dostosować nachylenie powierzchni i intensywność opadów. Prędkość spływu mierzono, używając barwnika wskaźnikowego oraz naczynia pomiarowego. Dane przedstawiono w tabelach i na wykresach z uwzględnieniem typu i nachylenia nawierzchni. Zależność między prędkością a nachyleniem wykazała, że wzrost nachylenia powierzchni prowadzi do zwiększenia prędkości spływu. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że nachylenie i intensywność opadu równocześnie wpływają na prędkość spływu (F = 19,91 > Ftab. = 5,14; P < 0,05). Stwierdzono jednak słabą zależność między zmianą nachylenia powierzchni a zmianą prędkości spływu po powierzchni utwardzonej prostokątną kostką (R2 = 0.38). Większe nachylenie nie zawsze skutkowało większą prędkością spływu. Prawdopodobnie istniał dodatkowy czynnik nieuwzględniony wcześniej, który powinien zostać poddany dalszym badaniom.

2

Land use impact on overland flow: micro-scale field experimental analysis

Minea G., Ioana-Toroimac G.

Journal of Water and Land Development

|

2016

|

no. 29

67--74

EN

The objective of this paper was to experimentally investigate the hydrological effect of land use on overland flow at micro-scale. The research was based on field experiments made with stationary and expeditionary measurements on runoff plots. Plots are located in the Curvature Subcarpathians, form part of the Aldeni Experimental Basin (Romania) and cover an area of 80 m2. The land is covered with perennial grass and bare soil. The experiments in this field were performed under natural and simulated rainfalls. The plots data (rainfall and discharges) obtained during the experiments conducted in the warm semester (IV–IX) and one artificial rainfall (1 mm∙min–1) were used. Significant variations in hydrological responses to rainfall rates were identified for the two land uses. On average, overland flow parameters on runoff plots covered with grasses were reduced to maximum 28% for discharges and to 50% for volumes while in the case of simulated rainfalls, the runoff rates were significantly increased on the bare soil plot. Grasses have a very important function as they cover and protect the soil and slow down the overland flow.

PL

Celem badań było doświadczalne zbadanie wpływu użytkowania ziemi na spływ powierzchniowy w skali mikro. Badania prowadzono w ramach eksperymentu polowego realizowanego metodą stacjonarnych i ekspedycyjnych pomiarów spływu z poletek. Poletka znajdują się w łuku pogórza Karpat, stanowią część eksperymentalnego Basenu Aldeni (Rumunia) i mają powierzchnię 80 m2. Pokrywają je wieloletnie trawy lub sama gleba. Eksperymenty prowadzono w warunkach naturalnego i symulowanego opadu. Do badań użyto danych (opad i odpływ) uzyskanych w eksperymencie prowadzonym w półroczu letnim (kwiecień–wrzesień) oraz z zastosowaniem sztucznego deszczu (1 mm∙min–1). Stwierdzono istotne zróżnicowanie reakcji hydrologicznej na wielkość opadów między dwoma sposobami użytkowania ziemi. Wartości parametrów spływu powierzchniowego na poletkach porośniętych trawą średnio zmniejszyły się do 28% odpływu i do 50% objętości. W przypadku symulowanego opadu deszczu szybkość odpływu istotnie zwiększyła się na poletkach pokrytych samą glebą. Trawy pełnią istotną funkcję, ponieważ pokrywają i chronią glebę oraz spowalniają spływ powierzchniowy.

3

Modelling of Flood Wave Propagation with Wet-dry Front by One-dimensional Diffusive Wave Equation

Gąsiorowski D.

Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics

|

2014

|

Vol. 61, nr 3-4

111–-125

EN

A full dynamic model in the form of the shallow water equations (SWE) is often useful for reproducing the unsteady flow in open channels, as well as over a floodplain. However, most of the numerical algorithms applied to the solution of the SWE fail when flood wave propagation over an initially dry area is simulated. The main problems are related to the very small or negative values of water depths occurring in the vicinity of a moving wet-dry front, which lead to instability in numerical solutions. To overcome these difficulties, a simplified model in the form of a non-linear diffusive wave equation (DWE) can be used. The diffusive wave approach requires numerical algorithms that are much simpler, and consequently, the computational process is more effective than in the case of the SWE. In this paper, the numerical solution of the one-dimensional DWE based on the modified finite element method is verified in terms of accuracy. The resulting solutions of the DWE are compared with the corresponding benchmark solution of the one-dimensional SWE obtained by means of the finite volume methods. The results of numerical experiments show that the algorithm applied is capable of reproducing the reference solution with satisfactory accuracy even for a rapidly varied wave over a dry bottom.

4

Impact of upstream sediment inflow on headcut morphodynamics

Wells R. R., Bennett S. J., Alonso C. V.

Landform Analysis

|

2011

|

Vol. 17

225-227

EN

Headcut erosion can severely accelerate soil loss in upland concentrated flows and lead to significant soil degradation in agricultural areas. Previous experimental work has demonstrated that actively migrating headcuts display systematic morphodynamic behavior, and impinging jet theory can provide an excellent theoretical foundation for this erosional phenomenon. This research sought to examine systematically the effect of an upstream sediment inflow on the morphodynamics of actively migrating headcuts in upland concentrated flows. Using a specially designed experimental facility, actively migrating headcuts were allowed to develop, and then subjected to an upstream sediment load composed of sand. As the upstream sediment feed rate increased, the size and migration rate of the headcut decreased markedly, but sediment discharge was less affected. The headcut erosion process was arrested as sediment inflow rates increased above a threshold value. As sediment feed rate upstream of the headcut increased, sediment size fraction downstream of the headcut also increased. This research suggests that headcut erosion can be greatly modulated by an upstream sediment source, further complicating the prediction of soil erosion on upland areas.

5

Identifying runoff source areas in a small lowland catchment using the topographic wetness index

Szymczak T., Szelenbaum C.

Journal of Water and Land Development

|

2003

|

no. 7

49-64

EN

Foundations of the variable source areas concept in river catchments and the method of their estimation upon the topographic wetness index and grid digital elevation model are presented in this paper. Exemplary calculations made for a small lowland catchment of an area of 1.93 km² demonstrated that at an average moisture the runoff source areas (i.e. those where overland flow and interflow are formed) occupy 22 % of the catchment. A high sensitivity of the method was also found to the adopted resolution of the terrain's model. Recommended resolution should refer to the relief and the improper resolution may cause error estimates. Using models of smaller accuracy one obtains overestimated sizes of runoff source areas. Described method, apart from purely hydrologic applications, may be used to delineate the areas of elevated risk of fast pollutant flow to surface waters.

PL

W artykule przedstawiono podstawy teorii zmiennych obszarów zasilania w zlewniach rzecznych oraz metodę ich wyznaczania na podstawie topograficznego wskaźnika uwilgotnienia i numerycznego modelu terenu. Przykładowe obliczenia wykonane dla małej zlewni nizinnej o powierzchni 1,93 km² wykazały, że w warunkach przeciętnego uwilgotnienia obszary czynne, czyli te na których dochodzi do formowanie się szybkich form odpływu (odpływ powierzchniowy i śródpokrywowy), zajmują 22% powierzchni zlewni. Stwierdzono również dużą wrażliwość metody na przyjętą rozdzielczość konstrukcji modelu terenu. Zalecana rozdzielczość powinna odpowiadać ukształtowaniu terenu, a nieodpowiednia rozdzielczość może prowadzić do błędnych oszacowań. Przy wykorzystaniu modeli terenu o mniejszej dokładności uzyskuje się zawyżone wielkości obszarów zasilania. Opisana metoda oprócz czysto hydrologicznych zastosowań może być wykorzystana do określania obszarów o znacznie podwyższonym ryzyku szybkiego spływu do wód powierzchniowych ewentualnych zanieczyszczeń pojawiających się w ich obrębie.

6

Cinder movement experiments on scoria cones slopes : Rates and direction of transport

Hooper D. M.

Landform Analysis

|

1999

|

Vol. 2

5--18

EN

As part of a field experiment to examine slope processes, four experimental grids with painted and numbered cinders were placed on the outer crater rims of two scoria cones in the San Francisco volcanic field, Arizona. Each grid contained 50 cinders placed in five rows of ten each. Rows were placed parallel to local slope contours. The mean diameter for each cinder was 1.7±0.2 cm (n = 200) and the average grid slope was 20.2°. Grids were set in July 1992. They were revisited one month later in August 1992 and again two years later in August 1994. Although several cinders failed to show any movement in the August 1992 survey, the average length of movement was 11.2 cm (n = 118). If the total movement is averaged over the 197 cinders that were relocated, the average length of movement then becomes 6.7 cm (n = 197). All cinders showed movement in the August 1994 survey and the average distance of movement was 32.8 cm (n= 141 with 59 missing cinders). The mean annual rate of movement after 25 months was 15.8cm/yr(n= 141). Using the convention that the 180° azimuth direction is downslope and perpendicular to local slope contours, the direction of cinder movement more closely approaches 180° with an increase in time. The azimuth directions calculated after just one month of emplacement display greater scatter and variability than the more correlated results measured after 25 months. The mean azimuth value after the 1992 survey was 163.6±54.2° (n= 118), while the mean azimuth after the 1994 survey was 177.9±20.7° (n = 141). Several painted cinders displayed upslope movement when the grids were first visited after one month. However, after two years the cumulative movement for every cinder was downslope from its original position. Non-channel overland flow is interpreted to be the primary erosional agent responsible for moving the cinders in the downhill direction. Rainsplash is interpreted to be responsible for moving the cinders in the upslope direction and is believed to be the major contributor to the variability in the azimuth measurements.