Tworzenie się warstwy obrukowania dna przedstawiono zmiany morfologicznych dna cieku na podstawie bezpośrednich pomiarów granulometrycznych (średnica rumowiska dennego wzrasta po przejściu fali popowodziowej), oraz na podstawie symulacji komputerowej zmian uziarnienia dennego. Ta procedura obliczeniowa bazuje na założeniach Gesslera dla określenia prawdopodobieństwa nieruszenia się ziaren w funkcji nadwyżki naprężeń krytycznych. Krytyczne naprężenia ścinające były obliczone na podstawie funkcji Wanga określonej dla rzek i potoków Podkarpacia. Obrukowanie dna jest formowane przez ta część rumowiska dennego która nie jest wymywana w czasie przepływu. Wzrost naprężeń krytycznych jest wynikiem wzrostu średnicy miarodajnej. Miąższość warstwy obrukowanej jest w przybliżeniu równa wymiarowi największego kamienia w pokrywie. Ten proces jest różny w rzekach naturalnych i w rzekach poniżej przegród. W tym wypadku proces formacji warstwy obrukowania dna jest wynikiem wyboju i towarzyszy mu zmiana spadku zwierciadła wody i głębokości. Proces ten może być uważany jako zjawisko stochastyczne. Zgodnie z Gesslerem prawdopodobieństwo nieruszenia się ziarna zależy od relatywnych krytycznych wartości naprężeń krytycznych. Tworzenia się obrukowania dna w rzekach i potokach możemy określić poprzez obliczenie następujących parametrów: – współczynnik ukrywania się ziaren – początek ruchu rumowiska określony na podstawie początku ruchu materiału drobnego i gruboziarnistego, – kształt ziaren jako bezwymiarowe naprężenia w zależności od współczynnika kształtu ziaren, – transport ...
Dunajec jest jedną z większych rzek polskich z dużym zagrożeniem powodziowym i potencjałem hydroenergetycznym. Wybudowane zostały dwie wielkie zapory dla ochrony przeciwpowodziowej. z wykorzystaniem hydroenergetycznym piętrzenia wody w tych zbiornikach. W 1997 r. oddano do eksploatacji zaporę, zbiornik wodny i elektrownię Czorsztyn-Niedzica. W konsekwencji budowy zapór i zbiorników Czorsztyn-Niedzica oraz Rożnów zatrzymany został prawie całkowicie transport rumowiska, co spowodowało ciągłą erozję dna Dunajca poniżej Czchowa na odcinku 67,4 km. W chwili obecnej Dunajec ma charakter drenującej rzeki. W związku ze stale postępującą erozją denną poniżej Czchowa lokalnie do 4 m dla zatrzymania tego procesu i odtworzenia warunków położenia dna z okresu poprzedzającego budowę zbiorników, powstała koncepcja stabilizacji tego odcinka progami niskiego spadu. Progi stabilizacyjne będą mogły być wykorzystane do lokalizacji małych elektrowni wodnych, które będą pracować na średnim przepływie [Praca zbiorowa 2006]. ...
Gospodarcze wykorzystanie rzek i potoków spowodowało degradację równowagi ekologicznej i intensyfikację procesów morfologicznych, co na większości rzek i potoków doprowadziło do wystąpienia erozji i obniżenia ich dna. Zmiany te wymuszają podejmowanie działań zmierzających do stabilizacji dna i brzegów koryt rzecznych. W pracy przeanalizowano dokumentację projektową regulacji pod kątem sprawdzenia czy podejmowane prace są wystarczające dla bezpiecznego przepuszczenia wód katastrofalnych i czy uwzględniają procesy morfologiczne kształtujące ich koryta. Wykonano obliczenia warunków przejścia fali powodziowej na kilku wybranych potokach górskich w różnych warunkach utrzymania ich koryt. Stwierdzono, że pod względem hydraulicznym projektowane regulacje spełniają swoje zadania zapewniając wymaganą przepustowość koryta. Zachowanie projektowanej przepustowości wymaga ciągłych prac konserwacyjnych. Przy wymiarowaniu koryt z dnem stabilnym ograniczeniem jest szerokość doliny, która w terenie zurbanizowanym nie pozwala zaprojektować przekroju poprzecznego koryta o kształcie najkorzystniejszym z hydraulicznego punktu widzenia. W przypadku wymiarowania koryt z dnem ruchomym należy tak dobrać wymiary koryta regulacyjnego, aby nie nastąpiło zerwanie obrukowania dna cieku dla przepływu miarodajnego. Wyliczanie warunków początku ruchu w sposób uproszczony prowadzi do przewymiarowania koryt. Powoduje to lokalną akumulację rumowiska dennego, a warunek równowagi hydrodynamicznej nie jest spełniony. Szacowanie składu granulometrycznego na podstawie formuł empirycznych powinno być zastąpione pomiarami bezpośrednimi, ponieważ na warunki początku ruchu rumowiska ma wpływ także ...
Powszechnym zjawiskiem występującym w obrębie zlewni małych cieków jest znaczny wzrost zagospodarowania w okresie ostatnich dwudziestu lat. Rozwój ten jest efektem przemian gospodarczych zachodzących w naszym kraju a jego efektem są zjawiska towarzyszące narastającemu stopniowi pokrycia zlewni wszelkiego rodzaju zabudową jak i zmiany w sposobie gospodarowania. Zaobserwować można odstąpienie od intensywnego rolniczego wykorzystania w znacznej części powierzchni uprawnej zlewni jak i zintensyfikowania gospodarki rolnej w wybranych, korzystnie położonych jej częściach. Procesy te mają charakter narastający i prowadzą do znaczących zmian w hydrologicznych warunkach odpływu ze zlewni co narzuca konieczność zweryfikowania funkcjonalności istniejącej struktury urządzeń regulacji wodnych. Autorzy prezentują zagadnienia związane ze zmianą zdolności retencyjnej zlewni, określili warunki wpływu zabudowy na uszczelnienie podłoża i na retencyjność deszczu. Przedstawiono koncepcje zmian w zagospodarowaniu terenu, obliczono pojemności zbiorników retencyjnych, określono wpływ niedoborów retencyjnych i zmian wskaźnika lesistości na warunki transportu rumowiska wleczonego. Określono parametry graniczne ruchu materiału dennego. ...
Opracowane przez Komisję Europejską w 2007 roku szczegółowe reko-mendacje wprowadzają nowe uwarunkowania związane z zapewnieniem ciągłości korytarzy rzecznych. Istniejące budowle piętrzące powinny być wyposażone w przepławki dla zachowania warunków restytucji ryb, a nowe budowle hydro-techniczne powinny uwzględniać takie rozwiązania techniczne, które nie powodują zmian stanu hydromorfologicznego. Celem zachowania warunków stabilności biologicznej dla ryb dwuśrodowiskowych wg Instytutu Rybactwa muszą być speł-nione następujące kryteria stabilności biologicznej przy projektowaniu i eksploatacji przepławek: - kryterium prądu wabiącego,- kryterium prędkości granicznych,- kryterium dopuszczalnego napełnienia w przepławce,- kryterium dopuszczalnej wielkości strat Δh przy przepływie przez rygiel dla przepławek ryglowych.W artykule przedstawiono wyniki modelowania numerycznego 400-metrowego odcinka rzeki obejmującego jaz powłokowy, małą elektrownię wodną oraz przepławkę dla ryb typu ryglowego. Podjęte działania skupiały się na takim ukształtowaniu przepływu w przepławce i modyfikacji konfiguracji dna na wylocie z elektrowni, aby wytworzyć prąd wabiący. Wyniki modelowania numerycznego zostały porównane z wartościami otrzymanymi ze wzorów empirycznych.
...
W pracy przedstawiono wyniki kalibracji i weryfikacji jednowymiarowego modelu numerycznego rzeki Wisłok na odcinku od zbiornika Besko po ujście do Sanu. Do oceny jakości modelu wykorzystano współczynnik korelacji, specjalny współczynnik korelacji, całkowity błąd kwadratowy oraz błędy odtworzenia stanu kulminacji, przepływu kulminacyjnego, przesunięcia kulminacji i objętości fali wezbraniowej.Obserwacje stanów wody na rzece Wisłok prowadzone są na 5 wodowska-zach. Kolejnych 5 znajduje się na dopływach do tej rzeki. Proces weryfikacji i ka-libracji przeprowadzony na falach z 1987 i 1998 pozwolił na stwierdzenie o po-prawności modelu hydraulicznego na odcinku od wodowskazu Besko do wodowskazu Rzeszów. Na odcinku pomiędzy wodowskazami Rzeszów i Tryńcza objętości fal nie bilansują się, co wymusza w modelu hydrologicznym przyjęcie ujemnych wartości dopływu bocznego. Objętość przepływu fali powodziowej z 1987 w węźle trzech wodowskazów w układzie Wisłok - San wskazuje na bilan-sowanie się z fali na wodowskazie Tryńcza.Wykonane symulacje transformacji fali powodziowej na całym odcinku Wisłoka dla różnych scenariuszy obliczeniowych z wykorzystaniem oprogramo-wania hydroinformatycznego - model 1D MIKE 11 pokazują, że pominięcie w modelu hydrologicznym wpływu wodowskazu Rzeszów na transformację fali powodziowej pozwala uzyskać falę najbardziej zbliżoną do fali historycznej w przekroju wodowskazowym Tryńcza na rzece Wisłok.
...
Praca dotyczy badań rumowiska dennego na meandrującym odcinku Odry granicznej w rejonie Meandra nr I. Na skutek procesów fluwialnych koryto Odry podlega przeobrażeniom prowadzącym do częstych zmian trasy rzeki. W czasie historycznym nastąpiło wielokrotne przerwanie meandrów, ostatnie dwa w 1967 r. (Meander IV) i w 1997 r. (Meander I). W starym korycie maleje stopniowo natężenie przepływu, a większość wody płynie nowym korytem. Wskutek tego następuje stopniowe zamulanie starego koryta. Stwierdzono intensywny rozwój form korytowych w postaci odsypisk oraz wysp. W górnej części odciętego Meandra nr I osadza się głównie rumowisko wleczone, natomiast w środkowej i dolnej jego części rumowisko unoszone. Wierzchnia warstwa rumowiska dennego podlega procesowi sortowania ziarnowego i tworzenia obrukowania. Wielkość ziaren tworzących opancerzenie wynosi 8,4–9,8 cm, a głębsze warstwy (20–40 cm) mają uziarnienie d50 = 2,3–2,9 cm. Wyspy zbudowane z materiałów drobnoziarnistych zostały w ciągu 3–4 lat pokryte roślinnością krzewiastą i drzewiastą. Ten proces prowadzi do znacznego zmniejszenia prędkości przepływu w starorzeczu. Wzrost natężenia przepływu w nowym korycie powoduje erozję brzegów i odkładanie erodowanego materiału (żwir i kamienie) poniżej Meandra nr I w postaci odsypisk (fot. 1, 2). ...
Do obliczenia układu zwierciadła wody dla przepływów prawdopodobnych w przypadku wyznaczenia stref zagrożenia powodziowego stosuje się modele jed-nowymiarowe, np. HEC-RAS, MIKE 11. Programy hydroinformatyczne HEC-RAS i MIKE 11 służą do modelowania przepływu wody w korycie i dolinie rzecz-nej wraz z obiektami inżynierskimi o złożonych konstrukcjach (mosty, przepusty, jazy i inne). Etapami powstawania modelu są: schematyzacja sieci rzecznej, pomiary geodezyjne, obejmujące koryto rzeczne i budowle inżynierskie, identyfikacja współczynników szorstkości, obliczenia hydrologiczne przepływów w wybranych przekrojach modelowanego cieku, stanowiące warunki brzegowe, obliczenia nu-meryczne wraz z kalibracją i weryfikacją modelu oraz wizualizacja wyników obli-czeń. W artykule przedstawiono wyniki modelowania odcinka rzeki Lubcza w zlewni Wisłoka o długości ok. 8,7 km (zlewnia niekontrolowana), na którym zlokalizowanych jest 17 mostów oraz 12 stopni i progów wodnych. Podstawą analiz i porównania uzyskanych wyników modelowania są rzędne zwierciadła wody dla przepływów o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia oraz utworzony na ich podstawie Numeryczny Model Powierzchni Wody (NMPW). Strefy zagrożenia powodziowego powstają z przecięcia numerycznego modelu terenu (NMT) i NMPW. Znajomość układu zwierciadła wody umożliwia określenie stref zagrożenia powodziowego.
...
