Modelowanie fizyczne i numeryczne przepływu wody w przepławce biologicznej

• Autorzy: Ksiazek L. , Struzynski A. , Leja M. , Pilch E.

Warianty tytułu

EN

Physical and numerical modelling of water flow in fishlader close to nature

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki modelowania numerycznego warunków przepływu wody w przepławkach biologicznych w formie kanału stanowiącego obejście budowli hydrotechnicznej naśladującego naturalny strumień, z funkcją kanału tarłowego. Wyniki modelowania porównano z wynikami pomiarów laboratoryjnych rozkładu prędkości w różnych typach siedlisk występujących w naturalnych strumieniach, od przepływu spokojnego do przepływu szybkiego. Uzyskano rozkłady trzech składowych prędkości vx, vy i vz w charakterystycznych punktach profilu podłużnego i przekroju poprzecznego: (1) na zbystrzeniu, (2) w strefie oraz (3) poza strefą turbulencji dla różnych konfiguracji dna i wielkości rumowiska. Wielkości te posłużyły do wyznaczenia profili prędkości, prędkości średnich oraz charakterystyki lokalnych warunków przepływu. Podjęto próbę przeniesienia wyników uzyskanych przy użyciu modelu fizycznego na obiekty rzeczywiste z wykorzystaniem teorii podobieństwa zjawisk fizycznych.

EN

In the paper results of numerical modelling of water flow conditions in fishladers close to nature which are bypass channels designed as a natural stream and with habitat elements were presented. The simulations results were compared with laboratory measurements of vertical distributions of velocity at different habitats which occur in natural streams: from pool to fast run and riffle. There were measured three components of velocity vx, vy i vz at characteristic points of longitudinal profile and cross-section: (1) at rapids, (2) inside and (3) outside turbulence zone for different bed configurations and size of bed material. The measured values were used to calculate velocity profiles, average velocities and characteristics of local flow conditions. This is an attempt to calculate a water flow parameters in nature base on laboratory measurements using similitude concept.

Słowa kluczowe

PL

przeplawki; siedliska slodkowodne; przeplyw wody; warunki przeplywu; modelowanie fizyczne; modelowanie numeryczne

EN

fishway; freshwater habitat; water flow; flow condition; modelling; numerical modelling

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2011
• Tom: 10
• Numer: 4
• Opis fizyczny: s.17-30,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Ksiazek L.

• Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, al.Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

autor

Struzynski A.

autor

Leja M.

autor

Pilch E.

Bibliografia

• Aberle J., Koll K., Ditrich A., 2008. Form induced stresses over rough gravel-beds. Acta Geophys. 56(3), 584–600, DOI: 10.2478/s11600-008-0018-x.
• Doisy K.E., Rabeni C.F., 2001. Flow conditions, benthic food resources, and invertebrate community composition in a low-gradient stream in Missouri. J. North Americ. Bentholog. Soc. 20(1), 17–32.
• Jia Y., Wang S.S.Y., 2001. CCHE2D: Two-dimensional Hydrodynamic and Sediment Transport Model For Unsteady Open Channel Flows Over Loose Bed. Technical Report No. NCCHETR-2001-1. National Center for Computational Hydroscience and Engineering, The University of Mississippi, USA.
• Jowett I.G., 1993. A method for objectively identifying pool, run, and riffle habitats from physical measurements. New Zeal. J. Marine Freshwat. Res. 27, 241–248.
• Hauer C., Tritthart M., Habersack H., 2008. Computer-aided mesohabitat evaluation, Part I: Background, model concept, calibration and validation based on hydrodynamic numerical modeling. Int. Conf. on Fluvial Hydraulics – River Flow 2008. Red. M. Altinakar, M.A. Kokpinar, Y. Darama, B. Yeğen i N. Harmancioglu. T. 3, 1967–1974.
• Książek L., Bartnik W., 2009. Wykorzystanie warunków hydraulicznych do oceny typów siedlisk w korycie rzecznym. Nauka Przyr. Technol. 3(3), 89, 1–8.
• Książek L., Bartnik W., Rumian J., Zagórowski P., 2011. Turbulent water flow over rough bed – part I. 13th European Turbulence Conference. IOP Publishing. J. Phys.: Conf. Ser. 318 022012. doi:10.1088/1742-6596/318/2/022012.
• Książek L., Bartnik W., Strużyński A., Florek J., Epler P., Jelonek M., 2011. Badania laboratoryjne i modelowanie numeryczne hydraulicznych warunków przepływu wody w przepławkach ekologicznych dla ryb. Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki UR w Krakowie, maszynopis.
• Książek L., Bartnik W., Wyrębek M., 2008. Modelowanie numeryczne warunków przepływu wody w przepławce dla ryb. [W:] Ochrona ichtiofauny w rzekach z zabudową hydrotechniczną. Monografia. Red. M. Mokwa i W. Wiśniewolski. Dolnośląskie Wyd. Edukacyjne Wrocław, 156–164.
• Kubrak E., Kubrak J., 2010. Podstawy obliczeń z mechaniki płynów w inżynierii i ochronie środowiska. Wyd. SGGW Warszawa.
• Michalski A., 2004. Pomiary przepływu wody w kanałach otwartych. Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej Warszawa.
• Panfil M.S., Jacobson R.B., 1999. Hydraulic modeling of in-channel habitats in the Ozark Highlands of Missouri: Assessment of habitat sensitivity to environmental change. U.S. Geological Survey, Columbia Environmental Research Center, USA, cerc.usgs.gov/rss/rfmodel.
• Parasiewicz P., 2007. The MesoHABSIM model revisited. River Res. Appl. 23(8), 893–903,
• Pilch E., 2011. Analiza warunków hydraulicznych przepływu wody w przepławkach dla ryb na podstawie modelowania numerycznego. Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki UR w Krakowie, maszynopis.
• Wiśniewolski W., 2008. Migracje ryb – przyczyny, zagrożenia możliwości ochrony. [W:] Ochrona ichtiofauny w rzekach z zabudową hydrotechniczną. Monografia. Red. M. Mokwa i W. Wiśniewolski.Dolnośląskie Wyd. Edukacyjne Wrocław, 9–19.

Uwagi

PL

Rekord w opracowaniu.