Application of numerical model simulations for estimation of morphdynamics and vegetation impact on transport of dissolved substances in the Warta river reach

• Autorzy: Wicher-Dysarz J. , Dysarz T.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie symulacji numerycznych dla oszacowania wpływu zmian morfodynamicznych i wegetacyjnych na przenoszenie domieszek na odcinku rzeki Warty

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main problem analysed in this paper is the impact of sediment accumulation and vegetation growth on transport of dissolved substances in a river. The system studied is the reach of the Warta River located upstream of the Jeziorsko Reservoir inlet. The three processes, namely sediment deposition, vegetation growth, and pollutant transport, are crucial for the functionality of reservoir. Classical HEC-RAS package is used for the reconstruction of steady flow conditions in the river reach. The transport of admixture is simulated by means of convection – dispersion model with additional elements describing storage of solutes in the floodplains. The results that the degree of maximum concentration decreases as the river bed geometry and vegetation cover are changed.

PL

W artykule poruszono problem wpływu akumulacji rumowiska i wzrostu roślinności na przenoszenie domieszek w rzece. Analizy przeprowadzono dla odcinka rzeki Warty zlokalizowanego powyżej dopływu do zbiornika Jeziorsko. Dla funkcjonowania zbiornika istotne są trzy procesy: akumulacja rumowiska, wzrost roślinności i przenoszenie zanieczyszczeń. Klasyczny pakiet HEC-RAS został wykorzystany dla zrekonstruowania ustalonych warunków przepływu na odcinku rzecznym. Przenoszenie domieszek jest symulowane za pomocą modelu adwekcji – dyspersji z dodatkowymi elementami opisującymi magazynowanie substancji rozpuszczonych na terenach zalewowych. Uzyskane wyniki pokazują, zmiany geometrii i pokrycia roślinnością mają wpływ na zmniejszenie stopnia dyssypacji substancji rozpuszczonej.

Słowa kluczowe

EN

Warta River; Jeziorsko Reservoir; sediment accumulation; vegetation growth; pollutant transport; dissipation; numerical simulation; HEC-RAS programme

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2014
• Tom: 13
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.275-287,fig.,ref.

Twórcy

autor

Wicher-Dysarz J.

• Department of Hydraulic and Sanitary Engineering, Poznan University of Life Sciences, Piatkowska 94A, 60-649 Poznan, Poland

autor

Dysarz T.

• Department of Hydraulic and Sanitary Engineering, Poznan University of Life Sciences, Piatkowska 94A, 60-649 Poznan, Poland

Bibliografia

• Abbott M.B., 1979. Computational Hydraulics, Elements of the Theory of Free Surface Flows. Pitman London.
• Armanini A., Righeti M., Grisenti P., 2005. Direct measurement of vegetation resistance in prototype scale. J. Hydraulic Res. 43(5), 481–487.
• Barkau R.L., 1982. Simulation of the July 1981 flood along Salt River. Report for CE695BV, Special Problems in Hydraulics. Department of Civil Engineering, Colorado State University Fort Collins (CO).
• Brunner G.W., 2002. HEC-RAS, River Analysis System hydraulic reference manual, computer program documentation. US Army Corps of Engineers, Hydrologic Engineering Centre Davis (CA).
• Cunge J.A., Holly F.M. Jr, Vervej A., 1980. Practical aspects of computational river hydraulics. Pitman Advanced Publishing Program.
• Czernuszenko W., Rowiński P.M., 1997. Properties of the dead-zone model of longitudinal dispersion in rivers. J. Hydraulic Res. 35(4), 491–504.
• Czernuszenko W., Rowiński P.M., Sukhodolow A.N., 1998. Experimental and numerical validation of the dead-zone model. J. Hydraulic Res. 36(2), 269–280.
• Dysarz T., Rowiński P.M., Napiórkowski J.J., 2003. Control random search applied to parameters estimation of the longitudinal solutes transport model for rivers. Proc. VI National Conference on “Evolutionary Algorithms and Global Optimisation”, Lagow.
• Dysarz T., Wicher-Dysarz J., Przedwojski B., 2006. Man-induced morphological processes in Warta river, and their impact on the evolution of hydrological conditions. [In:] R.M.L. Ferreira, E.C.T.L. Alves, J.G.A.B. Leal, A.H. Cardosa (eds.). River Flow 2006. Taylor Group London.
• Dysarz T, Wicher-Dysarz J., 2011. Application of hydrodynamic simulation and frequency analysis for assessment of sediment deposition and vegetation impacts on floodplain inundation. Pol. J. Environ. Stud. 20(6), 1441–1451.
• Klopstra D., Barneveld H.J., Noortwijk J.M. Von, Velzen E.H. Von, 1997. Analytical model for hydraulic roughness of submerged vegetation. The 27th Congress of the International Association for Hydraulic Research, Proc. of Theme A, Managing Water: Coping with Scarcity and Abundance, San Francisco (CA).
• Liggett M.B., Cunge J.A., 1975. Numerical methods of solution of the unsteady flow equations. [In:] K. Mahmood, V. Yevjevich (eds.). Unsteady flow in open channels. Water Resources Publications Fort Collins (CO).
• Mahmood K., Yevjevich V. (eds.), 1975. Unsteady flow in open channels. Water Resources Publications Fort Collins (CO).
• Maingi J.K., Marsh S.E., 2002. Quantifying hydrologic impacts following dam construction along the Tana River, Kenya. J. Arid Environ. 50, 53–79.
• Matan J., 1975. Zbiornik retencyjny Jeziorsko na rzece Warcie. Obiekty hydrotechniczne i melioracyjne w cofce. COS i PBW Hydroprojekt, Poznań.
• Rowiński P.M., Dysarz T., Napiórkowski J.J., 2004. Estimation of longitudinal dispersion and storage zone parameters. [In:] M. Greco, A. Carravetta, R. Della Morte (eds.). River Flow 2004. Taylor Group London.
• Sawicki J., 2003. Migracja zanieczyszczeń. Wyd. Politechniki Gdańskiej Gdańsk.
• Szymkiewicz R., 2000 Modelowanie matematyczne przepływów w kanałach otwartych. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa.
• Walczak N., Przedwojski B., 2005. Wyznaczanie wartości współczynnika oporów terenów zalewowych Warty powyżej zbiornika Jeziorsko. Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu CCCLXV, 26, 469–481.
• Wicher-Dysarz J., Przedwojski B., 2005. Modeling of sediment accumulation in the inlet part of Jeziorsko reservoir. Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu CCCLXV, 26, 483–493.