Zmiany położenia dna w ujściowym odcinku rzeki
wywołane ruchem rumowiskaRyszard Coufalformat: B5, 1995 rok, stron 134
pozycja zawiera wiele map, wykresów,obliczeń symulacji
OPIS
Woda płynąca w naturalnych korytach rzek, strumieniach i kanałach sztucznych wywołuje ruch materiału budującego dno, określany ogólnie jako ruch rumowiska rzecznego. Określenie natężenia transportu rumowiska; rejonów, gdzie nastąpi erozja koryta bądź akumulacja materiału; ilościowa i jakościowa ocena zjawiska są mezwykle istotne dla celów projektowania, wykonania oraz eksploatacji dróg wodnych i obiektów gospodarki wodnej.
Rumowisko rzeczne ze względu na pochodzenie dzieli się na: rumowisko spływające ze zlewni (erozja deszczowa), rumowisko transportowane przez wiatr (erozja eoliczna) i rumowisko powstałe z rozmyć materiału budującego koryto rzeki (erozja denna i brzegowa). Oprócz materiału stałego w korytach rzek jest transportowany materiał pochodzenia organicznego i antropogenicznego.
Wzajemne oddziaływanie strumienia płynącej wody i koryta rzeki wiąże się z aspektami hydraulicznymi (dynamika koryta) i geomorfologicznymi, zarówno krótkookresowymi - obejmującymi lokalne przekształcenia przekrojów poprzecznych koryta - jak i długookresowymi, obejmującymi nieodwracalne przekształcenia rzeki. W praktyce inżynierskiej największe zainteresowanie budzą zmiany krótkookresowe. Pochodzenie rumowiska rzecznego jest najczęściej pomijane, istotnym zaś elementem jest określenie intensywności transportu materiału w funkcji zmiennych warunków hydraulicznych.
Ze względu na sposób transportu materiału, rodzaje aparatury pomiarowej i metodykę wykonywania pomiarów - rumowisko rzeczne można podzielić na: wleczone, unoszone i spławialne.
W pracy przedstawiono analizę mechanizmów wywołujących ruch rumowiska, odniesioną do różnych warunków brzegowych i początkowych. Analiza dotyczy rzeki o korycie aluwialnym, nie obejmując zagadnienia wymywania poniżej budowli piętrzących, sztucznych progów podwodnych oraz odcinków, w których kształty pionowych rozkładów prędkości wyraźnie odbiegają od kształtów tachoid dla odcinków o swobodnym przepływie, bez lokalnych zaburzeń.
SPIS TREŚCIWykaz oznaczeń............................................ 5
1. Wstęp ..................................................... 9
2. Cel i zakres pracy................................................... 13
3. Analityczny opis ruchu rumowiska w rzece.......................... 17
3.1. Rys historyczny badań rumowiska......................... 18
3.2. Opis zjawiska ruchu rumowiska......................... 19
3.3. Badania transportu rumowiska w polskich rzekach............. 29
3.4. Wpływ wiatru na hydrodynamikę przepływów w ujściach rzek.... 33
3.5. Wnioski z przeprowadzonej analizy literatury................... 34
3.6. Sformułowanie programu badań własnych...................... 35
4. Model zmian położenia dna rzeki....................................... 37
4.1. Metoda Ackersa-White'a obliczania strumienia rumowiska.......... 37
4.2. Obliczanie strumienia rumowiska w rzece w warunkach oddziaływania wiatru i zmiennych stanów odmorskich................ 39
4.2.1. Koncepcja uwzględniania wpływu naprężeń wiatrowych.... 39
4.2.2. Modyfikacja metody Ackersa-Wbite'a................. 47
4.3. Model numeryczny ruchu rumowiska i zmian położenia dna rzeki 50
5. Numeryczna symulacja ruchu rumowiska w ujściowym odcinku rzeki na przykładzie ujścia Odry.................. 53
5.1. Charakterystyka hydrograficzna i hydrauliczna obszaru badań...... 53
5.2. Model matematyczny stanów i przepływów sieci rzecznej ujścia Odry................. 62
5.2.1. Dane wejściowe do numerycznej symulacji ruchu rumowiska........... 65
5.2.2. Analiza zmian współczynnika szorstkości dna ujściowego odcinka Odry...................... 66
5.3. Analiza rozwiązania........................ 69
5.3.1. Transport rumowiska w warunkach ruchu ustalonego w rzece...... 71
5.3.2. Transport rumowiska w warunkach ruchu nieustalonego w rzece............. 73
5.4. Wnioski i program weryfikacyjnych pomiarów terenowych.......... 74
6. Weryfikacja modelu ruchu rumowiska................................. 75
6.1. Cel i zakres pomiarów terenowych.............................................. 75
6.2. Obszar badań....................................................................... 76
6.3. Wyniki badań i pomiarów terenowych......................................... 79
6.4. Weryfikacja przyjętego modelu ruchu rumowiska........................ 87
7. Praktyczne wykorzystanie numerycznego modelu ruchu rumowiska do określania zmian położenia dna rzeki................................... 95
7.1. Określenie zmian położenia dna wybranego odcinka Odry...:....... 96
7.2. Ruch rumowiska w warunkach przejścia fali powodziowej i sztormowej ........................................................................................ 97
7.3. Wpływ zmiennych stanów odmorskich na zmianę położenia dna ujściowego odcinka Odry........................................................... 100
8. Podsumowanie...................................................... 103
Załączniki .......................................................... 107
Załącznik2................................................................ 111
Załącznik 3 ........................................................ 113
Załącznik 4...................................................................... 115
Literatura................................................................. 117
Spis rysunków i tabel.......................................................... 129
Summary................................................................ 133
Zusammenfassung......................................................... 134
