PrzepPrzepłływ wody w korytachyw wody w korytachotwartychotwartych

dr indr inżż.... LeszekLeszek KsiKsiążążekek

Hydraulika koryt otwartychHydraulika koryt otwartych, marzec 2011, marzec 2011

Katedra Inżynierii Wodnej i GeotechnikiWydział Inżynierii Środowiska i Geodezji

Uniwersytet Rolniczyw Krakowie, KatedraInżynierii Wodnej

1. Wprowadzenie

Ze względu na zmienność parametrów przepływu wczasie (Q, A, vśr, hśr) przepływy dzielimy na ustalone inieustalone.

Ruch wody w korytach otwartych (naturalnych lubsztucznych) zwany przepływem wywołuje siłaciężkości.Przepływy o swobodnej powierzchni występuje wkorytach i niecałkowicie wypełnionych przewodach.

Kanały sztuczne – kanały będące efektem myśli iwysiłku ludzkiego, np. nawadniające, żeglugowe,melioracyjne, kanalizacyjne ...Cieki naturalne – rzeki, potoki, strumienie ...

Przepływ wody w korytach otwartych

USTALONY NIEUSTALONY

ZmiennyJednostajny(małoprawdopodobny)ZmiennyJednostajny

szybkozmiennywolnozmienny szybkozmiennywolnozmienny

zmiennośćparametrów

przepływu (Q, A,vśr, hśr) w czasie

j.w.i na długości

koryta

j.w.i na zmienność

form ruchu(rwący, spokojny)

rwącyspokojny

rwącyspokojny

KRYTERIUM

„Mogę przewidzieć ruch ciał niebieskich ale ruchu kropli wody nie.”Galileo Galilei

Fot. Sekwencja bystrze - ploso, Skawa, październik 2007r. [Fot. LeK]

PLOSO

PLOSO

BYSTRZE

BYSTRZEPLOSO

Rozkład prędkości w przekroju poprzecznym(Skawa, Zembrzyce)

Rozkład prędkości w pioniehydrometrycznym

0

10

20

30

40

50

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

V [m/s]

h [c

m]

pion 3 pion 4

2. Opis ruchu

Równanie Chezy (1775r.) – ruch cieczy (wody)wywołuje siła ciężkości;Założenie: siła ciężkości, która wprawia w ruchelement wody jest zrównoważona przez siły tarcia,(w przeciwnym razie woda płynęłaby ruchemjednostajnie przyśpieszonym).

eh IRC V – średnia prędkość przepływu wodyIe – spadek linii energii

pozostałe oznaczenia na kolejnym slajdzie

2. Opis ruchu

611hRn

C

LhI

OFRh

c- współczynnik prędkości wg Manninga (1890r.)

n- współczynnik szorstkości (tablice)Rh- promień hydrauliczny

I - spadek hydrauliczny (w ustalonymjednostajnym I=Ie)

Δh - różnica poziomów zwierciadła wody naodcinku L,L - odległość pomiędzy punktami pomiarupoziomu zwierciadła wody

Rh- promień hydrauliczny,

F - pole powierzchni przekroju poprzecznego,Oz - obwód zwilżony

Identyfikacja współczynnika szorstkości

Lubcza

Gwoźnica

Wisłokkm 73+665

Wisłokkm 179+095Zmiana wartości

współczynnikaszorstkości w przekroju

poprzecznym

Wpływ wegetacji roślin na warunki przepływu –rzeka Skawa

Lipiec 2004

Wrzesień 2003

Wpływ wegetacji roślin na warunki przepływuPotok Sanecki – sukcesja roślin

Krzywe konsumcyjne dla przekroju 7+715 dla różnychwarunków utrzymania koryta

Zmiana przepustowości koryta - Stradomka

Przekrój hydraulicznie najkorzystniejszy

Parametry przekroju hydraulicznie najkorzystniejszegopozwoliłoby skrócić długość umocnienia dna i brzegów

o ok. 1,3 m (obwód zwilżony 9.5m i 8.3m) dla Q1%