W artykule analizowano zagadnienie ciśnienia hydrodynamicznego w rurociągach energetycznych. Omówiono zasady działania rurociągów i ich wyposażenie w urządzenia zapobiegające wystąpieniu zjawiska uderzenia hydraulicznego. Znaczenie tej tematyki dla bezpieczeństwa budowli przedstawiono na przykładzie rurociągu w elektrowni wysokospadowej, w której w 2015 r. nastąpiła awaria w wyniku nagłego zatrzymania turbin elektrowni. Celem artykułu jest przedstawienie analitycznych uproszczonych metod analizy zjawiska uderzenia hydraulicznego, wskazanie wad w konstrukcji mogących być przyczyną awarii oraz przedstawienie poprawnych rozwiązań technicznych umożliwiających zapobieganie uderzeniu hydraulicznemu.
EN
In article a problem of hydrodynamic pressure in energetic pipes was presented. The rules of pipe working and equipment with the devices for water hammer protection were discussed. The importance of such subject for construction safety, was presented on the example of the energetic pipe in the high-head water power plant, where in 2015 took place an accident as a result of the sudden stoppage of the power plant turbines. The aim of this article is presentation of the water hammer phenomenon calculation methods, errors in the solution of the energetic pipe installation that could be the reason of the accident, and the correct technical solutions for water hammer preventing.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań modelowych nowo projektowanej zapory zbiornika wodnego w Niedowie na rzece Witce, na fizycznym modelu w skali 1 : 27, w celu określenia warunków przepływu przez istniejące przelewy w kształcie Creagera. Sporządzono charakterystykę przelewu i porównano z charakterystyką stosowaną przed katastrofą oraz nową, opracowaną w ramach projektu odbudowy. Stwierdzono istotne różnice, które mogą wynikać ze zmienionych warunków napływu wody na przelewy.
EN
The purpose of this work is to provide the results of modeling of the newly designed water reservoir Niedów's dam on the Witka river. The results estimate existing flow conditions over Creager shaped spillways obtained on physical model scaled 1:27. The discharge characteristics were obtain and compared with the results applied before the catastrophe and a new one developed after the catastrophe in the frame of the reconstruction project. Significant differences were obtained that may be a result due to the change of the inflow conditions.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Istotnym wyposażeniem żeglugowych śluz komorowych są odbojnice instalowane na ścianach bocznych komór w celu ochrony ich przed niszczeniem spowodowanym uderzeniami lub zarysowaniami od jednostek pływających, takich jak barki i pchacze. W artykule zaprezentowano rozwiązania techniczne, trwałość oraz opłacalność stosowania dotychczasowych odbojnic. Omówiono własne, oryginalne rozwiązanie odbojnic z użyciem nowoczesnych materiałów budowlanych dla śluzy na stopniu w Malczycach. Przeanalizowano numerycznie wpływ materiału wypełniającego odbojnicę na wielkość naprężeń i odkształceń w elementach konstrukcyjnych, powstałych w wyniku uderzenia barki pchanej.
EN
Fenders are essential equipment of lock chambers. These constructions are mounted on the side walls of the lock chamber in order to protect them from damage caused by direct or lateral collision from towboats and barges. This paper presents an analysis of the technical solutions, durability and cost-effectiveness of the currently used fenders. The solution of a modern fender, that is proposed in the lock of the Malczyce weir, is also presented. Using numerical modelling, the authors analyze the influence of the fender's filling material on the loads' (or stresses and strains) intensity as a result of towed barge's collision.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zagadnienia eksploatacji stopnia piętrzącego „Ławszowa” w ujęciu historycznym oraz plany jego modernizacji. Ten XIX-wieczny obiekt składa się obecnie ze zniszczonego jazu i nieczynnej elektrowni wodnej. Projekt jego odbudowy i modernizacji zakłada przywrócenie wysokości piętrzenia wody z 1940 r. i wykorzystanie usytuowania jazu stałego przebudowanego w 1968 r. Elektrownia wodna w Ławszowej i jaz zastawkowy przy wlocie do kanału energetycznego są budowlami zabytkowymi, których odbudowa powinna być traktowana jako przywrócenie obiektów dziedzictwa kulturowego i sztuki inżynierskiej minionej epoki.
EN
This article addresses questions pertaining to the Ławszowa impounding structure, both from a historical point of view and with reference to plans for its modernization. This nineteenth century construction now comprises a damaged weir and a disused hydroelectric power plant. The project entails returning the high-water levels to those of 1940, as well as utilizing the dam which was built in 1968. The Ławszowa hydroelectric power plant and valve weir at the inlet to the channel are historic buildings, the restoration of which should be treated as a return to the cultural heritage and engineering arts of bygone times.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono zagadnienia projektowe budowy stopnia wodnego „Byczeń” z elektrownią przepływową. Wykonano analizę środowiskowych uwarunkowań projektowanego spiętrzenia oraz określono parametry elektrowni na podstawie rachunku ekonomicznej efektywności inwestycji. Wykorzystując symulację przepływów w programie HEC-Ras, w środowisku graficzno-opisowej bazy danych GIS, określono oddziaływania stopnia piętrzącego na tereny przyległe i stwierdzono, że dodatkowym pozytywnym efektem budowy stopnia będzie stabilizacja koryta Nysy Kłodzkiej powyżej Byczenia.
EN
A presentation of design issues concerning the construction of the Byczeń weir and a hydroelectric station at km 100+076 of the Nysa Kłodzka river. The performed analyses of the environmental conditions relating to the proposed dam, as well as those of the power station, were determined on the basis of the cost-effectiveness of the investment. Based on the flow simulation conducted in the HEC-Ras program, within the environment of GIS databases, it was determined that the impact of the step dam on surrounding areas would have the additional positive effect of stabilizing the riverbed above Byczeń.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono problemy wykonawcze związane z odbudową zapory na rzece Witka w Niedowie. Skoncentrowano się na opisie realizowanych badań mieszanki betonowej oraz betonu na budowie i w laboratorium. Dodatkowo zaprezentowano główne problemy dotyczące doradztwa naukowego.
EN
In the paper the executive problems connected with the reconstruction of the dam on Witka river in Niedów. Due to the scientific supervision provided by authors the investigations on concrete mixture and concrete in the site and laboratory were described. Additionally, the main problems concerning scientific advisory were presented.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono procedurę poprawy stanu technicznego wrót wspornych głowy dolnej śluzy żeglugowej w Brzegu Dolnym na rzece Odrze, zagrożonych sytuacją awaryjną. Prace obliczeniowe poprzedzono dokładną inwentaryzacją elementów stalowych konstrukcji wrót, wraz z identyfikacją ich uszkodzeń. Wyniki prac pomiarowych, badawczych oraz obliczeń numerycznych pozwoliły na wskazanie wymaganego zakresu prac naprawczych wrót wspornych, a także na wydanie orzeczenia o możliwej dalszej ich eksploatacji.
EN
In the work procedure of technical state improving of Brzeg Dolny navigational lock-gate, threatened with possible damage, were discussed. Calculating works preceded by precise inventory works of lock-gate steel elements, with identification of stated corrosion damage of these elements. The results of investigation and measurement works with numerical calculations, allowed to point out the range of lock-gate repairing works and to publish the decision of possible further of this object exploitation.
A combination of the vortex method and the boundary element method is used here to predict the two-dimensional flow field around a circular cylinder. Cylindrical structures experience strong hydrodynamic loading, due to vortex detachment from the both sides of cylinder during the flow. Thus, the practical meaning of such calculation is significant particularly in offshore oil and gas engineering as well as in the bridge and hydraulic structure engineering. This paper presents the mathematical formulation of the vortex method for the velocity and vorticity field calculation. The calculated velocity and vorticity fields are then used to predict the pressure distribution on the cylinder surface by the boundary element method. The resulting pressure on the cylinder, the Strouhal number and the length of the base recirculation zone are compared with solutions of other numerical methods and experiments, and a good agreement is achieved.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Bardzo ważnym elementem hydrozespołu elektrowni wodnej jest rura ssąca, której kształt w znacznym stopniu decyduje o sprawności elektrowni oraz o możliwości wystąpienia zjawiska kawitacji. W przypadku krzywaka na działanie kawitacji narażone są powierzchnie po wypukłej stronie kolana oraz wmiejscu, w którympromień krzywizny krzywaka jest najmniejszy. Oprócz zjawiska kawitacji przyczyną erozji rury ssącej może być nadmierna prędkość wody. W artykule zaprezentowano wyniki analizy numerycznej rozkładu prędkości oraz ciśnienia hydrodynamicznego w rurze krzywaka ssącego dużej elektrowni w Polsce, na podstawie rozwiązania równań dynamiki płynów Reynoldsa metodą k-ε.
EN
A very important element of a hydroelectric power is the draft tube, whose shape importantly determines the efficiency of the powerhouse and the possibility of occurrence of cavitation. In the case of cavitation within this draft tube, the surfaces that are exposed to convex sides, such as its elbow, or places where the surface curvature radius are small, are more prone to this phenomena. Apart from cavitation, another cause of erosion within the draft tube may be excessive water velocity. In this paper the authors present the results of a numerical analysis of the velocity field and hydrodynamic pressures acting on the surfaces of the draft tube of a large powerhouse in Poland. The numerical analysis is based on the Reynolds” standard k-ε model.
7 sierpnia 2010 r. katastrofie budowlanej uległa zapora zbiornika Niedów na rzece Witce w odległości około 15 km na południe od miasta Zgorzelca. Bezpośrednią przyczyną było pojawienie się katastrofalnej fali powodziowej o objętości przekraczającej kilkakrotnie pojemność zbiornika.
EN
On 7 August 2010 crash reservoir dam construction has Niedov on the river just WITC about 15 km south from the city of Görlitz. The direct reason was the emergence of a catastrophic flood volume capacity several times greater than tank.
The two-dimensional problem of the consolidation of an earth dam-subsoil system under body forces is presented. A certain loading scenario of the action (in proper time instants) of the subsoil's, the dam's and, subsequently, the reservoir water's deadweight and the seepage flow of ground-water arising thereof was assumed. Calculations for the Biot-Darcy poroelasticity model were performed using the finite element method. The results are presented as displacement and seepage velocity fields at selected moments in time. Also the possibility of critical water velocity gradients arising, which would lead to the loss of seepage stability by the earth dam-subsoil system, was analysed.
PL
Przedstawiono dwuwymiarowe zagadnienie procesu konsolidacji układu zapora ziemna-podłoże gruntowe pod działaniem sił masowych. W obliczeniach założono pewien scenariusz obciążenia wynikający z działania (w określonych przedziałach czasu) ciężaru własnego podłoża, zapory, a następnie ciężaru własnego wody w zbiorniku i przepływu filtracyjnego wody gruntowej. Obliczenia przeprowadzono metodą elementów skończonych dla modelu porosprężystości Biota. Wyniki obliczeń przedstawiono w postaci graficznej pól przemieszczeń oraz prędkości filtracji w wybranych momentach czasowych. W pracy przeanalizowano również możliwość pojawienia się krytycznych gradientów prędkości wody gruntowej, które mogą być przyczyną utraty stabilności filtracyjnej układu zapora ziemna-podłoże.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this work, we present the problem of the creeping of the porous medium described by linear and nonlinear poroelasticity models based on physical relation in the Biot's body. The porosity function which depends on a dilatation of skeleton and fluid is introduced into the nonlinear model, and a process of medium deformation is also presented. The seepage in soil is calculated by the Finite Element Method for linear and nonlinear poroelasticity models, and the differences between these results are indicated. As a conclusion, some physical consequences of this type of nonlinearity in the Biot's model are discussed.
W pracy przedstawiono rozwiązanie zagadnienia konsolidacji gruntu pod działaniem ciężaru własnego, obciążenia zaporą ziemną i naporem wody zgromadzonej w zbiorniku retencyjnym. Wykonano obliczenia dla przypadku liniowego i nieliniowego modelu konsolidacji opisanej równaniami Darcy-Biota. Nieliniowość modelu wynika ze zmian wielkości parametrów mechanicznych i filtracyjnych na skutek zmiany porowatości gruntu. Związek pomiędzy parametrami modelu Darcy-Biota a porowatością określono na podstawie obliczeń numerycznych metodą elementów skończonych przy wykorzystaniu równań wynikających z teorii homogenizacji. Ponadto, w opisie matematycznym uwzględniono nieliniowe związki geometryczne. Porównano wyniki obliczeń konsolidacji liniowej i nieliniowej.
EN
In this paper the problems of consolidation under dead-weight of subsoil, load of earth dam and water load accumulated in reservoir are presented. The calculations were made for a linear and non-linear consolidation model described by Biot-Darcy's equations. Non-linearity in the Biofs model is a consequence of the modification of mechanical and filtration parameters, which is a result of changing the porosity of soil. Relations between the factors in Biot-Darcy's model and the porosity were established on the basis of the numerical calculations of Finite Elements Method by use of equations from the homogenization theory. In the mathematical description, non-linear geometrical relations were also included. The results of a linear and non-linear consolidation were also compared.
Przedstawiono sposób wyznaczania stref zagrożenia powodziowego przy zastosowaniu numerycznego modelu terenu. Określono źródła danych do budowy lego modelu z podaniem ich parametrów dokładnościowych. Przedstawiono technologię tworzenia modelu terenu z uwzględnieniem przekrojów dolinowych rzeki oraz zasady numerycznego wyznaczania zasięgów zalewu. Omówiono korzyści jakie wynikają z zastosowania narzędzi GIS do wyznaczania stref zagrożenia powodziowego.
EN
The paper presents a method for delimitation o( flood danger zones by applying the numerical model of the area. There have been defined the sources of data utilized in creation of that model and parameters describing their accuracy. There has been also presented the technology of creation of the model taking into consideration the cross-sections of the river valley and the principles of determination of the extend of the inundation. The benefits derived from application of the GIS fools to delimitation of the zones of flood danger have been discussed.
Artykuł prezentuje możliwości powiązań aplikacji modelowania przerwania wału powodziowego i systemów GIS. Wizualizacja rozwoju zagrożenia, zaprezentowana w artykule, uwidacznia zalety stosowania i wykonywania analiz na podstawie wielowymiarowych modeli rozpływu. Autorzy -do celów artykułu -zaadaptowali model fali płytko wód n ej rozwiązywany metodą elementów skończonycn. Wizualizacja i analizy prezentowane w artykule są prowadzone pod kątem możliwości wykorzystania ich do celów zarządzania kryzysowego.
EN
The paper presents the possibilities for connection of application of modelling the embankments breaking with the systems GIS. Visualization of the presented in the paper flood danger development shows the advantages of application and accomplishment of analyses on the basis of the three-dimensional spreading models. The Authors - for the purposes of the presented paper - have adapted a model of the shallow water wave developed by using the method o( finite elements. Visualization and analyses presented in the paper have been carried on taking into consideration the possibilities for their utilization in crisis situations management.
Potencjalne strefy zalewowe mogą być wyznaczane z wykorzystaniem numerycznego modelu terenu opracowanego na podstawie map topograficznych i uzasadnionego przekrojami poprzecznymi pomierzonymi bezpośrednio w terenie. Właściwa interpretacja rzeźby z mapy topograficznej jest - szczególnie w opracowaniach lokalnych - najefektywniejszym sposobem przewidywania zakresu potencjalnych powodzi.
EN
The Digital Terrain Model DTM-based potential backwater zone map pilot project ordered by the World Bank resulted in the preparation of maps of the town of Kłodzko, the communes of Kamieniec Ząbkowicki and Brzesko and the city of Kraków - the area influenced by the Vistula river. Terrain survey is the most detailed (and also the most expensive) method of obtaining DTM data. It is used whenever very high accuracy of the terrain representation is necessary. However, for most purpose the already existing data in the form of either the PHARE Project aerial imagery or satellite imagery (such as IKONOS) can successfully supplement the original survey. Thanks to the digital aerotriangulation it is possible to prepare DTMs at the scales of 1:10,000 and 1:25,000 using those sources. The other method, much less common in Poland, consists in the use of the fly-spot scanning technique. If it is impossible (or too expensive) to use either of the above descrobed methods, the best possible source are topographic maps. In our project the 1:10,000-scale topographic maps were used. A Digital Terrain Model based on 1:10,000-scale topographic maps is considered to be the adequate source to prepare a backwater zone map at the same scale providing that the following conditions are wet: the height of escarpments, embankments and other topographic elements are correctly represented; the elevation of skeleton lines (which are not represented on a map) is not distored, the surveyed cross-sections are used to construct a model of the river bed and valey; additional sources (such as base maps) are used to represent settlements and eventually, the final result has to be verified. The flood zone line is the line of intersection between a Digital Terrain Model and a Digital Water Surface Model. Thanks to the possibility of generating the depth contours at desired intervals there are numerous possibilities of performing analyses of risks and flood damages and especially the application of these isobaths to map the limit between the zones of medium and high flood risk.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.