Delay in the flow of plant debris on floodplains overgrown with shrub vegetation

• Autorzy: Hammerling M. , Walczak N. , Zawadzki P. , Kaluza T.

Warianty tytułu

PL

Opóźnienia w przepływie rumoszu roślinnego na obszarach zalewowych porośniętych roślinnością krzewiastą

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study aims to analyze the statistical probability of the slowing down of the plant debris flow through an area rich in shrub vegetation during floods. The shrub density has a direct influence on water velocity. The study was conducted in a 2-meter section of an artificial hydraulic flume. 15 tests were made for each of the different-shaped elements. The artificial elements used were either rectangular or elliptical in shape. Tests were conducted for three different spacings of cylindrical elements imitating the shrub vegetation and for three different depths of the hydraulic flume. Analysis of the test results leads to the conclusion that an increase in the density of cylindrical elements does not always cause an increase in the flow time of plant debris. The study also shows that an increase in the water depth causes an increase in the flow time of elements imitating the thick debris, which is due to a decrease in the water flow velocity. The study also presents an analysis of the probability of plant debris being detained by the cylindrical elements imitating the shrubs. This probability was observed to be higher for rectangular than elliptical elements. It was also observed to be inversely proportional to the water depth. The obtained results indicate that the subject matter of the current study is very interesting and complex and merits further investigation.

PL

W pracy przeanalizowano statystycznie prawdopodobieństwo spowolnienia przepływu rumoszu roślinnego w czasie wezbrania przez teren porośnięty roślinnością krzewiastą. Sposób ułożenie materiału w obszarze blokującym przepływ (krzew) wpływa bezpośrednio na wartości prędkości i oporu hydraulicznego. Doświadczenie przeprowadzono w korycie hydraulicznym, w którym na odcinku 2,0 m w 15 powtórzeniach wykonywano badania dla elementów imitujących rumosz o różnych kształtach. Obserwowano wpływ roślinności krzewiastej na warunki przepływu rumoszu grubego, modelowanego za pomocą płaskich elementów sporządzonych ze styropianu w warunkach laboratoryjnych. W badaniach imitowany rumosz przyjmował kształty prostokąta lub elipsy. Badania przeprowadzono przy trzech różnych rozstawach elementów cylindrycznych imitujący krzewy oraz dla trzech różnych napełnień koryta hydraulicznego. Analizując wyniki doświadczeń, stwierdzono, że wzrost gęstości elementów cylindrycznych imitujących krzewy nie zawsze powodował zwiększenie czasu przepływu rumoszu. Badania laboratoryjne pokazały, że wraz ze wzrostem głębokości wody w korycie zwiększał się czas przepłynięcia elementów imitujących rumosz gruby, co było spowodowane zmniejszaniem się prędkości przepływu wody w korycie. W pracy wykonano również analizę prawdopodobieństwa zatrzymania rumoszu roślinnego między cylindrycznymi elementami imitującymi krzewy. Prawdopodobieństwo zatrzymania się rumoszu jest większe dla elementów o kształcie prostokątnym niż dla elementów eliptycznych oraz maleje wraz ze wzrostem głębokości wody w korycie badawczym. Uzyskane wyniki wskazują, że podjęty problem badawczy jest bardzo interesujący i złożony, dlatego warto kontynuować prace w tym kierunku w przyszłości.

Słowa kluczowe

EN

flood plain; plant debris; delay; shrub; debris flow; flow velocity; hydraulic resistance

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2014
• Tom: 13
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.95-108,fig.,ref.

Twórcy

autor

Hammerling M.

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

autor

Walczak N.

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

autor

Zawadzki P.

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

autor

Kaluza T.

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

Bibliografia

• Dziubiński M., Prywer J., 2009. Mechanika płynów dwufazowych. WNT Warszawa.
• Grabarczyk Cz., 2010. Hydromechanika filtrowania wody. WNT Warszawa.
• Gurnell A.M., Gregory K.J., Petts G.E., 1995. The role of coarse woody Derbis in forest aquatic habitats: implications for management. Aquatic Conserv. 5, 143–166.
• Kaczka R., Wyżga B., Zawiejska J., 2003. Gruby rumosz drzewny jako cenny składnik górskich systemów fluwialnych. [W:] J. Lach (red.). Dynamika zmian środowiska geograficznego pod wpływem antropopresji. Akademia Pedagogiczna Kraków, 118–125.
• Kałuża T., Walczak N., 2013. Hydrauliczne i hydrologiczne aspekt powodzi w 2010 roku w zlewniach Wisły i Odry. Bogucki Wydawnictwo Naukowe Poznań.
• Kałuża T., Radecki-Pawlik A., 2014. Określenie wpływu grubego i drobnego rumoszu roślinnego na hydrodynamikę koryt rzecznych. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus 13(1), 5–14.
• Kubrak J., Żelazo J., Kozioł A., Kubrak E., Wasilewicz M., 2013. Analiza wpływu roślinności na przepustowość obwałowanego odcinka koryta Wisły. Gosp. Wodna 5, 188–194.
• Michalec B., Leksander B., 2011. Określenie bezwymiarowego współczynnika oporów i współczynnika szorstkości w przekroju zatoru z grubego rumoszu drzewnego. Infrastr. Ekol. Ter. Wiej. 10, 121–130.
• Radecki-Pawlik A., Wieczorek M., Plesiński K., 2011. Zróżnicowanie parametrów hydrodynamicznych cieku w miejscu zdeponowania grubego rumoszu drzewnego, Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus 10(2), 35–46.
• Sedell J.R., Bisson P.A., Swanson E.J., Gregory S.V., 1988. What we know about large trees that fali into streams and rivers. [W:] C. Maser, R.F. Tarrant, J.M. Trappe, J.F. Franklin (red.). From the Forest to the Sea: a Strory of Fallen Trees. SDA Forest Serv. Techn. Rep. 229, 47–81.
• Walczak N., Walczak Z., Hämmerling M., Przedwojski B., 2013. Analytical Model for Vertical Velocity Distribution and Hydraulic Roughness at the Flow Through River Bed and Valley with Vegetation. Rocz. Ochr. Środ. 15, 405–419.
• Wierzbicki M., Hämmerling M., Przedwojski B., 2011. Wpływ budowy progów stabilizujących na kształtowanie się układu zwierciadła wody i dna poniżej zbiornika Jeziorsko. Gosp. Wodna 6, 239–243.
• Wyżga B., Zawiejska J., Kaczka R., 2003. Znaczenie rumoszu drzewnego w ciekach górskich. Aura 11, 18–20.

Identyfikatory

DOI

10.15576/ASP.FC/2014.13.4.95