Assessment of the influence of large roughness elements on hydraulic conditions of water flow in the Będkówka stream channel

• Autorzy: Michalec B. , Zwolenik M.

Warianty tytułu

PL

Określenie wpływu ziaren ponadwymiarowych na warunki hydrauliczne przepływu wody w korycie potoku Będkówka

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aim of the study The paper presents the results of studies carried out in the channel of the Będkówka stream that were to assess the influence of large roughness elements on the change of value of roughness and resistance coefficients. Material and methods In a stream section selected for the study nine measurement cross-sections were designated and in three of them large roughness elements were present. Dimensionless resistance coefficient (λ) was calculated from the Colebrook–White equation. Results and conclusions It was stated that in the cross-sections, where large roughness elements were present, the values of water flow velocity, resistance coefficients, as well as roughness coefficients are higher than in other cross-sections. Also, the sectional cover coefficient (ω) and the degree of change of roughness coefficient Δn were calculated. Regressive dependency Δn = f(ω) of assessment of the hydraulic conditions of water flow change, which is expressed with the change of roughness coefficient was defined.

PL

Cel pracy W pracy przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w potoku Będkówka, których celem było określenie wpływu ziaren ponadwymiarowych na zmianę wartości współczynników szorstkości oraz współczynników oporów. Materiał i metody Do badań wytypowano odcinek potoku, na którym wyznaczono dziewięć przekrojów pomiarowych, w tym w trzech z nich znajdowały się ziarna ponadwymiarowe. Bezwymiarowy współczynnik oporów (λ) został obliczony z równania Colebrooka-White’a. Wyniki i wnioski Stwierdzono, że w przekrojach z ziarnami ponadwymiarowymi zarówno prędkości przepływu wody, jak również współczynniki oporu i szorstkości, uzyskują wartości większe niż w pozostałych przekrojach poprzecznych. Obliczono również współczynnik przesłonięcia przekroju (ω) i stopień zmiany współczynnika szorstkości Δn i opracowano zależność regresyjną Δn = f(ω), określenia zmiany warunków hydraulicznych przepływu wody, wyrażonej za pomocą zmiany współczynnika szorstkości.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2019
• Tom: 18
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.13-22,fig.,ref.

Twórcy

autor

Michalec B.

• Department of Hydraulic Engineering and Geotechnics, University of Agriculture in Krakow, Al.Mickiewicza 24/28, 30-059 Krakow, Poland

autor

Zwolenik M.

• Department of Hydraulic Engineering and Geotechnics, University of Agriculture in Krakow, Al.Mickiewicza 24/28, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• Bacuła, A., Plesiński, K., Radecki-Pawlik, A. (2013). Warunki hydrodynamiczne oraz hydromorfologiczne w dwóch potokach gorczańskich Jaszcze i Jamne w Karpatach Polskich. Przegląd Naukowy – Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 61, 249–261.
• Byczkowski, A. (1996). Hydrologia. Tom 2. Warszawa: Wydawnictwo SGGW.
• Carson, M. A., Griffiths, G. A. (1987). Bedload transport in gravel channels. J. Hydrol., New Zealand, 26(1), 151.
• Faley, H.T. (1987). Friction factor resistance in open and closed conduits. Technical Report: PAP-1156, Bureau of Reclamation, Washington.
• FAO/DVWK. Fish passes – Design, dimensions and monitoring. Food and Agriculture Organization of the United Nations and Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau e.V. Rome, 2002.
• Gladki, H. (1979). Resistance to flow in alluvial channels with coarse bed materials. J. Hydraul. Res., 17, 2, 121–128.
• Gładki, H. (1976). Opory i prędkość przepływu w korytach rzek górskich na przykładzie karpackich dopływów Wisły. Zesz. Nauk. AR w Krakowie nr 118, seria: Rozprawy, 43, 142.
• Gomez, B., Church, M. (1989). An assessment of bed-load sediment transport formulas for gravel bed rivers. Water Resour. Res., 25(6), 1161–1186.
• Knight, D. W., Hazlewood, C., Lamb, R., Samuels, P.G., Shiono, K. (2018). Practical Channel Hydraulics. 2nd edition: Roughness, Conveyance and Afflux. CRC Press, Taylor and Francis Group.
• Korpak, J., Krzemień, K., Radecki-Pawlik, A. (2008). Wpływ czynników antropogenicznych na zmiany koryt cieków karpackich. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich 4, Monografia. Kraków: PAN.
• Lotter, G. K. (1933). Considerations on Hydraulic design of channel with different roughness of walls. Transactions of All–Union Scientific Research Institution of Hydraulic Engineering 9, 238–242.
• Michalec, B., Strutyński, M. (2010). Definition of dimensionless coefficient of resistance and coefficient of roughness in cross-section of stream with large roughness element. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 11, 15–22.
• Millar, R. G. (1999). Grain and form resistance in gravel-bed rivers. J. Hydraul. Res., 37(3), 303–312.
• Millar, R. G., Quick, M. C. (1994). Flow resistance of high-gradient gravel channels. Hydraulic Engineering ’94, edited by G. V. Cotroneo and R. R. Rumer, 717–721, ASCE, New York.
• Nitsche, M., Rickenmann, D., Turowski, J. M., Badoux, A., Kirchner, J. W. (2011). Evaluation of bedload transport predictions using flow resistance equations to account for macro-roughness in steep mountain streams. Water Resources Research, 47, W08513, 21 pp.
• PN-EN ISO 14688-2:2006. Badania geotechniczne, oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Część 2: Zasady klasyfikowania. Warszawa: Polski Komitet Normalizacyjny, 2012.
• Procedura pomiarowa. Pomiar natężenia przepływu za pomocą młynka hydrometrycznego – wykonany w bród. IMGW/PSHM/SPO/POM/2002, maszynopis.
• Radecki-Pawlik, A. (2014). Hydromorfologia rzek i potoków górskich – działy wybrane. Kraków: Wydawnictwo UR, 306.
• Strużyński, A., Bartnik, W., Kulesza, K., Czoch, K. (2013). Równowaga hydrodynamiczna ważnym parametrem kształtującym stan ekologiczny cieków karpackich. Rocznik Ochrona Środowiska, 15, 2591–2610.
• van Rijn, L. C. (1984). Sediment transport. Part II: Suspended load transport. Journal of Hydraulic Engineering, 110, 10, 1613–1641.
• Yen, B. C. (2002). Open Channel Flow Resistance. J. Hydraul. Eng., 128/1, 20–39.

Identyfikatory

DOI

10.15576/ASP.FC/2019.18.2.13