Variability of the river bed system and morphology in the region of the block ramp impact (the case of the Porebianka river)

• Autorzy: Plesinski K.

Warianty tytułu

PL

Zmienność układu i morfologii dna rzecznego w rejonie oddziaływania narzutowego bystrza o zwiększonej szorstkości (przykład z rzeki Porębianki)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the influence of block ramp on system and morphological riverbed. One of twentyfive block ramp structures, located in the Porębianka River and situated in the central part of the cascade, was chosen for testing. In the observed section of the river, high morphological variability of the riverbed was observed in the years 2010–2011, caused by freshets. Additionally, in one period, the morphological changes were also caused by river training work, consisting in repairing block ramps of increased roughness, which were destroyed during the freshets, as well as damaging involvement with the riverbed. Despite the anthropogenic impact on the river channel, the research has shown that the morphology of the riverbed is returning to its natural structures, which are characteristic of the braided rivers. This confirms the thesis that the block ramps of increased roughness cause differentiation in river morphology, and restoration of the braided character of the channel. Therefore, we can conclude that river defends itself against damaging human activity. In addition, the paper describes the beginning of the movement of the debris, for the grain of boulder located in the Porębianka River, in the hydrodynamic conditions persisting during field measurement series. These conditions were based on Shields’ diagram and the graph showing the relationship of threshold shear stress for the given grain diameter of boulders.

PL

W pracy przedstawiono wpływ bystrza o zwiększonej szorstkości na układ i morfologię koryta rzecznego. Do badań wybrano jedno z dwudziestu pięciu bystrzy znajdujących się w korycie rzeki Porębianki, usytuowane w środku kaskady. Na obserwowanym odcinku stwierdzono dużą zmienność morfologiczną koryta, która była spowodowana przechodzącymi na przestrzeni lat 2010–2011 falami wezbraniowymi. Dodatkowo, w pewnym okresie zmiany w układzie i morfologii koryta zaszły w skutek działania prac utrzymaniowych. Działania te polegały na naprawie uszkodzonych podczas wezbrania bystrzy o zwiększonej szorstkości, ale także i na niekorzystnej ingerencji w dno koryta rzecznego. Pomimo antropogenicznego wpływu na koryto, z przeprowadzonych badań wynika, że morfologia analizowanego koryta rzecznego powraca do swoich naturalnych struktur, które są charakterystyczne dla rzek roztokowych. Potwierdza to tezę, że bystrza o zwiększonej szorstkości powodują zróżnicowanie morfologii koryta rzecznego i odtworzenie jego roztokowego charakteru, a tym samym możemy stwierdzić, że rzeka ma tendencję do pewnego bronienia się przed szkodliwą działalnością człowieka. Ponadto w pracy określono początek ruchu rumowiska dla ziaren otoczaków znajdujących się w korycie Porębianki podczas hydrodynamicznych warunków zastanych przy pomiarach terenowych. Warunki te określono na podstawie wykresu Shieldsa i wykresu obrazującym graniczne naprężenie styczne dla danych średnic ziaren otoczaków.

Słowa kluczowe

EN

Gorce Mountains; Porebianka River; mountain stream; braided river; riverbed; river morphology; load transportation; riffle

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2018
• Tom: 17
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.79-93,fig.,ref.

Twórcy

autor

Plesinski K.

• Department of Hydraulic Engineering and Geotechnics, Faculty of Environmental Engineering and Land Surveying, University of Agriculture in Krakow, al.Mickiewicza 24/28, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• Bergeron, N.E., Abrahams, A.D. (1992). Estimating shear velocity and roughness length from velocity profiles. Water Resources Research, 28(8), 2155–2158
• Bylak, A., Kukuła, K., Plesiński, K., Radecki-Pawlik, A. (2017). Effect of a baffled chute on stream habitat conditions and biological communities. Ecological Engineering, 106, 263–272
• Dyrektywa 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 października 2000 r. ustanawiająca ramy wspólnotowego działania w dziedzinie polityki wodnej.
• Gordon, N.D., McMahon, T.A., Finlayson, B.L., Gippel, C.J., Nathan, R.J. (2007). Stream Hydrology. An introduction for ecologists. John Wiley & Sons, London
• Graf, W.H. (2001). Fluvial Hydraulics. Flow and transport processes in channels of simple geometry. John Wiley & Sons. Chichester
• Hernik, J. (2010). Why do we protect cultural landscapes? [W:] A. Radecki-Pawlik, J. Hernik. Cultural Landscapes of River Valleys. Wydawnictwo UR, Kraków, 11–13.
• Kałuża, T., Radecki-Pawlik, A., Plesiński, K., Walczak, N., Szoszkiewicz, K. (2015). Changes in local channel morphology and its hydraulic and hydrodynamic consequences following the introduction of plant basket hydraulic structures (PBHS) – the Flinta River example. [W:] R.F. Carvalho, S. Pagliara (red.) IWLHS – The International Workshop on Hydraulic Structures: Data Validation. IAHR, University of Coimbra, Marine and Environmental Sciences Centre, Coimbra, 137–148.
• Kłonowska-Olejnik, M., Radecki-Pawlik, A., Skalski, T. (2006). Wybrane metody biologiczne w ocenie stanu ekosystemu uregulowanego cieku górskiego (potok Młynne, Gorce). XX Zjazd Hydrobiologów Polskich, 5–8.09.2006, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Toruń.
• Komędera, M. (1993). Zmiany systemu korytowego Mszanki. Praca magisterska UJ. Maszynopis.
• Kondracki, J. (2000). Geografia regionalna Polski. PWN, Warszawa
• Krzemeń, K. (1984). Współczesne zmiany modelowania koryt potoków górskich w Gorcach. Zesz. Nauk. UJ, Prace Geograficzne, 59, 83–96.
• Michalik, A., Książek, L. (2000). Drag force on individual particles on turbulent flow conditions. [W:] J. Sobota (eds.). 10th International Conference on Transport and sedimentation of solid particles, 4–7.09.2000, Wrocław, cz. 1.
• Pagliara, S., Radecki-Pawlik, A., Palermo, M., Plesiński, K. (2017). Block ramps in curved rivers: morphology analysis and prototype data support of design criteria for mild bed slopes. River Research and Applications, 33(3), 427–437
• Plesiński, K., Jadach, A., Laszek, W., Radecki-Pawlik, A. (2014). Zmiany warunków hydrodynamicznych w rejonie bystrza o zwiększonej szorstkości na rzece Rabie w Karpatach. Nauka Przyr. Technol., 8(4), #57, 1–16.
• Plesiński, K., Radecki-Pawlik, A. (2017). Block Ramps: Field Example. [W:] A. Radecki-Pawlik, S. Pagliara, J. Hradecky (red.). Open Channel Hydraulics, River Hydraulic Structures and Fluvial Geomorphology: For Engineers, Geomorphologists and Physical Geographers. CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton – London – New York, 82–97
• Plesiński K., Radecki-Pawlik A., Michalik P. (2017). Prognozowanie zmian korytotwórczych w uregulowanym korycie rzeki Czarny Dunajec z wykorzystaniem modelu jednowymiarowego. Przegląd Naukowy – Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, issue 77, vol. 26, 346–360
• Plesiński, K., Radecki-Pawlik, A., Wyżga, B. (2013). Analysis of chosen hydraulic parameters of a rapid hydraulic structure (RHS) in the Porębianka River in the Gorce Mountains, Polish Carpathians. [W:] D.B. Bung, S. Pagliara (red.). IWLHS – The International Workshop on Hydraulic Design of Low-Head Structures. Bundesanstalt fur Wasserbau, Aahen, 121–128.
• Plesiński, K., Radecki-Pawlik, A., Wyżga, B. (2015). Sediment Transport Processes Related to the Operation of a Rapid Hydraulic Structure (Boulder Ramp) in a Mountain Stream Channel: A Polish Carpathian Example. [W:] P. Heininger, J. Cullmann (red.). Sediment Metters. Springer, Koblenz, 39–58.
• Radecki-Pawlik, A. (2013). On using artificial rapid hydraulic structures (RHS) within mountain stream channels – some exploitation and hydraulic problems. [W:] Experimental and Computational Solutions of Hydraulic Problems. Red. P. Rowiński. GeoPlanet: Earth and Planetary Sciences, Monograph. Springer, 101–115.
• Radecki-Pawlik, A. (2014). Hydromorfologia rzek i potoków górskich. Działy wybrane. Wydawnictwo UR, Kraków.
• Radecki-Pawlik, A., Plesiński K. (2017). Boulder ramps: selected hydraulic, environmental and designing problems. The case of Polish Carpathian streams. Wydawnictwo UR, Kraków, ss.102.
• Radecki-Pawlik, A., Skalski, T. (2008). Bankfull discharge determination using the new invertebrate bankfull assessment method. J. Water and Land Development, 12, 145–154
• Radecki-Pawlik, B., Radecki-Pawlik, A., Plesiński K., Kukuła, K., Bylak, A. (2017). Wybrane problemy eksploatacyjne bystrzy o zwiększonej szorstkości (stopni -ramp) w aspekcie ich projektowania i funkcjonalności biologicznej. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus, 16(1), 127–147
• Shields, A. (1936). Anwendung der Aehnlichkeitsmechanik und der Turbulenzforschung auf die Geschiebebewegung. Mitteilung der Preussischen Versuchsanstalt fur Wasserbau und Schiffbau, 26, Berlin.
• Skalski, T., Kędzior, R., Radecki-Pawlik, A. (2012). Riverine ground beetles as indicators of inundation frequency of mountain stream: a case study of the Ochotnica Stream, Southern Poland. Baltic J. Coleopterol., 12(2), 117–126.
• Skalski, T., Kędzior, R., Wyżga, B., Radecki-Pawlik, A., Plesiński, K., Zawiejska, J. (2016). Impact of incision of gravel-bed rivers on ground beetle assemblages. River Res. Applic. Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com).
• Ślizowski, R. (2002). Wpływ bystrzy o zwiększonej szorstkości na migrację ryb w potokach górskich. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, 393, Inżenieria Środowiska, 23, 331–336
• Wolman, M.G. (1954). A method of sampling coarse river-bed material. Transactions, American Geophysical Union, 35(6), 951–956
• Wyżga, B. (2008). Wcinanie się rzek polskich Karpat w czasie trwania XX wieku. Prace Komisji Paleogeografii Czwartorzędu PAU, 5, 35–39
• Wyżga, B., Bojarski, A., Jeleński, J., Zalewski, J. (2008). Zagrożenia dla zrównoważonego stanu środowiska cieków karpackich i proponowane działania zaradcze. [W:] B. Wyżga (red.). Stan środowiska rzek południowej Polski i możliwości jego poprawy – wybrane aspekty. PAN, Kraków
• Wyżga, B., Kaczka, R., Łajczak, A., Obidowicz, A., Radecki-Pawlik, A., Zawiejska, J. (2009). Współczesne przekształcenia rzek i torfowisk na Podhalu oraz ich ochrona. [W:] A. Uchman, J. Chowaniec (red.). Budowa geologiczna Tatr i Podhala ze szczególnym uwzględnieniem zjawisk geotermalnych na Podhalu. LXXIX Zjazd Naukowy Polskiego Towarzystwa Geologicznego, 27–30.09.2009, Bukowina Tatrzańska.
• Zasępa, P., Kłonowska-Olejnik, M., Radecki-Pawlik, A. (2006a). Wpływ wybranych zmian abiotycznych w rejonie łachy żwirowej potoku górskiego na mikrosiedliska makrobezkręgowców dennych. Infrastr. Ekol. Ter. Wiej., 4(2), 221–232.
• Zasępa, P., Radecki-Pawlik, A., Kłonowska-Olejnik, M., Przybyła, K. (2006b). Zróżnicowanie mikrosiedlisk makrobezkręgowców dennych w obrębie łachy bocznej potoku górskiego. Infrastr. Ekol. Ter. Wiej., 2(2), 5–16.

Identyfikatory

DOI

10.15576/ASP.FC/2018.17.1.79