Rola ostróg w regulacji rzek

• Autorzy: Robakiewicz M.

Warianty tytułu

EN

Role of groins in river regulation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ostrogi są konstrukcjami budowanymi poprzecznie do kierunku przepływu, które stosowane są przy regulacji rzek nizinnych. Zasadniczym celem ich budowy jest ochrona brzegów oraz zwężenie koryta rzecznego, co prowadzi do zwiększenia głębokości w korycie głównym, a w konsekwencji do przedłużenia okresu nawigacyjnego. Analizując wpływ ostróg na hydrodynamikę oraz ruch rumowiska w rzece, należy rozważyć na dwa przypadki: (1) ostrogi niezatopione, kiedy korona konstrukcji znajduje się ponad zwierciadłem wody oraz (2) ostrogi zatopione. W warunkach ostróg niezatopionych obserwuje się zwężenie koryta głównego rzeki, któremu towarzyszy zwiększenie prędkości wody, a w konsekwencji jego pogłębianie. W obszarach między ostrogami ruch wody jest znacznie wolniejszy, co powoduje odkładanie się tam niesionego rumowiska. W przypadku ostróg zatopionych ruch wody odbywa się całym korytem rzeki, jednak zwiększenie oporów ruchu w obszarze ostróg powoduje zmniejszenie przepustowości rzek, co może mieć istotne znaczenie w warunkach powodziowych. W każdym z przypadków ruchowi wody towarzyszy mniej lub bardziej intensywny ruch rumowiska. Stan wiedzy w zakresie mechanizmów wzajemnego oddziaływania rzeki z ostrogami jest nadal niewystarczający, by można było prognozować zmiany denne w korycie rzeki z dużą dokładnością. Ostrogi choć budowane od bardzo dawna, nie zawsze doprowadziły do osiągnięcia zamierzonego celu; często przysparzają dodatkowych trudności (np. wymycia, odkładanie rumowiska). W ostatnim okresie można zauważyć powrót do badań laboratoryjnych; rzadziej wykonywane są pomiary terenowe. Badania na modelach hydraulicznych pozwalają lepiej zrozumieć mechanizmy rządzące ruchem wody i rumowiska w warunkach rzeki regulowanej ostrogami. Dostarczają one również danych dla potrzeb weryfikacji modeli matematycznych, które pozwolą na rozwiązywanie problemów występujących w naturze.

EN

Groins are structures often used in lowland river regulation. The main goal of their construction is protection of coast and narrowing of the river channel to increase water depth and prolongation of the navigation period. Analysing the influence of groins on hydrodynamics and sediment transport in rivers it is necessary to consider two cases: (1) non-submerged groins, when the groins top is above the water surface, and (2) submerged groins. In case of nonsubmerged groins the narrowing of the main channel is observed; it is accompanied by increase of water velocity leading to further deepening of the main channel. In the groin fields water flows much slower, supporting sediment deposition. In case of submerged groins water flows in the whole channel, but increase of resistance due to groins causes reduction of its capacity, being an important aspect in flooding periods. Water flow is always accompanied by sediment transport, but the existing knowledge in this respect is still insufficient to allow prediction of morphological changes with high accuracy. Groins are constructed since few centuries but not always the expected results are reached; it is not unique that they create new problems (deepening, sediment deposition). Recently laboratory experiments are carried out to solve simplified problems; less common field measurements are carried out. Tests on hydraulic models allow better understanding the mechanisms governing water and sediment movement in rivers trained by groins. They also support us with data necessary to verify mathematical models. The on-going developments in numerical modelling result in better representation of changeable hydro- and morpho-dynamics; however the results are still far from being able to reproduce all phenomena observed in nature.

Słowa kluczowe

PL

rzeki; regulacja rzek; konstrukcje budowlane; ostrogi niezatopione; ostrogi zatopione; hydrodynamika rzek; ruch rumowiska; modele hydrauliczne; modelowanie matematyczne

• Wydawca: -
• Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Rocznik: 2006
• Numer: 4/2
• Opis fizyczny: s.151-158,bibliogr.

Twórcy

autor

Robakiewicz M.

• Instytut Budownictwa Wodnego Polskiej Akademii Nauk, Kościerska 7, 80-328 Gdańsk

Bibliografia

• Audusse E., Bristeau M.O., Perthame B. Kinetic schemes for Saint Venant equations with source terms on unstructured grids. No 3989, INRIA, Rocquencourt, France, 2000.
• Aya S., Fujita I., Miyawaki N. 2-D Models for flows in the river with submerged groins. XXVII IAHR Congress, San Francisco, CA, USA, 1997.
• Gill M. A. Erosion of sand beds around spur dikes. Journal of the hydraulic Division, ASCE, vol. 98, no. HY 9, 1972, s. 1587–1602.
• Ishii C., Asada H., Kishi T. Shape of separation region formed behind a groyne of nonoverflow type in rivers. XX IAHR Congress, Moscow, USSR, 1983, s. 405–412.
• Mayerle R., Toro F.M., Wang S.S.Y. Verification of a three-dimensional numerical model simulation of the low in the vicinity of spur dikes. Journal of Hydraulic Research, vol. 33, no. 2, 1995, s. 243–256.
• Miller R., Roulund A., Sumer B.M., Fredsoe J., Truelsen C., Michelsen J. 3-D Numerical modelling of flow around a groin. XXX IAHR Congress, Greece, 2003, s. 385–392.
• Oillon S., Dartus D. Three-dimensional computation of flow around groyne. Journal of hydraulic Engineering, vol. 123, no. 11, 1997, s. 962–970.
• Paquier A. 1-D and 2-D models for simulating dam-break waves and natural floods. [w:] M.Morris, J.-C. Galland, P. Balabanis (red.). Proceedings of the CADAM meeting. Wallingford, Wielka Brytania, 1998, s. 127–140.
• Paquier A., Bristeau M.O., Proust S., Riviere N., Champagne J. Y. Comparison of 2D flow modeling around a groyne. XXX IAHR Congress, Thessaloniki, Greece, Theme C, 2003, s. 393–400.
• Rajaratnam N., Nwachukwu B. A. Flow near groin-like structures. Journal of Hydraulic Engineering ASCE, vol. 109, no. 3, 1983, s. 463-480.
• Robakiewicz M., Hydrodynamics in rivers trained with groins: part 1 – nonsubmerged single groin. IBW PAN Report, Gdańsk 2005.
• Tingsanchali T., Maheswaram S. 2-D Depth-averaged flow computation near groyne. Journal of Hydraulic Engineering, vol. 166, no. 1. 1990, s. 71–86.
• Uijttewaal W. S. J. Effects of Groyne Layout on the Flow in Groyne Fields: Laboratory Experiments. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, vol. 131, no. 9, 2005, s. 782–791.
• Yossef M.F.M. The effect of the submergence level on the resistance of groynes. An Experimental Investigation, the 6th Int. Conf. On Hydroscience and Engineering (ICHE-2004), Australia, 2004.
• Yossef M.F.M., de Vriend H. Mobile-bed experiments on the exchange of sediment between main channel and groyne fields. W M. Greco, A. Carravetta, R. Della Morte (ed.), River Flow 2004, Leiden, A.A. Balkema Publishers, 2004, s. 127–133.