Determination of conditions of suspended sediment transport in river and water reservoir

• Autorzy: Michalec B. , Tarnawski M.

Warianty tytułu

PL

Określenie warunków transportu rumowiska unoszonego w rzece i w zbiorniku wodnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The carried out measurement of waters flow and suspended sediment concentration in the river Wisłoka and the small water reservoir at Krempna constituted the basis of determination of conditions of suspended load transport at low water flow according to van Rijn’s criteria (1984). The results of measurements carried out in the river and in the reservoir permitted elaboration of profi les of suspended sediment concentration Ca on the reference level “a”. The reference level was established according to van Rijn’s methods. In the river the reference level was adopted as 0.5 of the diameter of the biggest particle, and in the water reservoir 0.01 of elevation in a given hydrometric vertical. Measurement were performed at a flow equalling 0.89 m3⋅s–1. Concentration Ca in the river in fi ve hydrometric verticals, determined from the concentration profile, ranged from 11.4 to 25.3 g⋅m–3. The concentration value, calculated according to van Rijn’s formula was within the range 11.2–36.5 g⋅m–3 and the average it was over 26% higher than that determined from the concentration profile. In the water reservoir concentration measurements were performed in appointed verticals in eight cross-sections. At a flow 0.89 m3⋅s–1 in the water reservoir critical bed shear velocities causing movement of bottom material will not be exceeded. The calculated stage transport parameter (T) equaled from –0.9961 to –0.9996 in particular verticals of cross-sections. With regard to the negative values of the stage transport parameter (T) it proved impossible to calculate concentration Ca in the reservoir by use of the van Rijn’s formula.

PL

Określenie ilości rumowiska unoszonego transportowanego w rzekach jest istotne ze względu na zamulanie zbiorników wodnych. Opisanie warunków transportu rumowiska unoszonego na podstawie badań empirycznych wiąże się z koniecznością wprowadzenia parametrów hydraulicznych opisujących przepływ wody i parametrów charakteryzujących rumowisko unoszone. Badania warunków transportu rumowiska unoszonego przeprowadzono w rzece Wisłoce i w zbiorniku wodnym w Krempnej na podstawie teorii podanej przez van Rijna [1984]. Zaproponowane przez van Rijna empiryczne równanie służące obliczeniu tej koncentracji uwzględnia podstawowe parametry, takie jak: parametr ziarnowy (D*) i parametr transportu (T). Ocena możliwości zastosowania tej metody wiąże się z określeniem warunków transportu rumowiska unoszonego. Na podstawie przeprowadzonych badań w rzece i małym zbiorniku wodnym, obejmujących pomiary przepływu wody i koncentracji rumowiska unoszonego, określono warunki transportu rumowiska przy przepływie niskim według kryteriów podanych przez van Rijna [1984], a także na podstawie opracowanych profi li koncentracji obliczono koncentrację na poziomie odniesienia „a”. Wykonane pomiary przepływu wody i koncentracji rumowiska unoszonego w rzece Wisłoce i małym zbiorniku wodnym w Krempnej stanowiły podstawę określenia warunków transportu rumowiska przy przepływie niskim, według kryteriów podanych przez van Rijna [1984]. Wyniki pomiarów w rzece i w zbiorniku umożliwiły opracowanie profi li koncentracji i określenie koncentracji rumowiska unoszonego Ca na poziomie odniesienia „a”. Poziom odniesienia ustalono według metodyki van Rijna. W rzece przyjęto poziom odniesienia równy 0,5 średnicy największego ziarna, a w zbiorniku równy 0,01 napełnienia w danym pionie hydrometrycznym. Pomiary wykonano przy przepływie wynoszącym 0,89 m3⋅s–1. Koncentracja Ca w pięciu pionach hydrometrycznych, określona z profi li koncentracji, wynosiła od 11,4 do 25,3 g⋅m–3. Obliczona wzorem van Rijna wartość koncentracji Ca mieściła się w przedziale 11,2–36,5 g⋅m–3 i była średnio ponad 26% wyższa od określonej z profi li koncentracji. W zbiorniku wodnym przy przepływie 0,89 m3⋅s–1 nie zostaną przekroczone krytyczne prędkości ścinające, powodujące ruch materiału dennego. Obliczony parametr transportu (T) w poszczególnych pionach przekroi poprzecznych wynosił od –0,9961 do –0,9996. Ze względu na ujemne wartości parametru transportu (T) niemożliwe okazało się obliczenie koncentracji Ca w zbiorniku. Została ona ustalona z profi li koncentracji. Przy przepływie średnim niskim w rzece Wisłoce koncentracja Ca rumowiska unoszonego, określona według metodyki van Rijna jest średnio ponad 26% wyższa od określonej z profi li koncentracji. Koncentracja na poziomie odniesienia „a” określona z profili koncentracji opracowanych według danych z pięciu pionów hydrometrycznych wynosiła od 11,4 do 25,3 g⋅m–3. Najwyższe koncentracje odnotowano w głównym nurcie rzeki. Określenie koncentracji Ca w zbiorniku wodnym przy przepływie 0,89 m3⋅s–1 według wzoru van Rijna nie jest możliwe, gdyż ze względu na panujące warunki hydrodynamiczne nie zostają przekroczone krytyczne prędkości ścinające (u*cr), powodujące ruch mineralnego materiału dennego.

Słowa kluczowe

EN

determination; condition; suspended sediment transport; river; water reservoir; sediment transport; suspended sediment concentration; transport parameter; suspended load transport; bottom material

• Wydawca: -
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Land Reclamation
• Rocznik: 2008
• Tom: 39
• Opis fizyczny: p.111-120,fig.,ref.

Twórcy

autor

Michalec B.

• Department of Water Engineering, Agricultural University in Krakow, al.A.Mickiewicza 24/28, Krakow, Poland

autor

Tarnawski M.