Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wpływ roślinności na opory przepływu Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wpływ roślinności na opory przepływu Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej."— Zapis prezentacji:

1 Wpływ roślinności na opory przepływu Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

2 Schemat oddziaływania roślinności Roślinność terenu zalewowego Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Schemat oddziaływania

3 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Przepływ wody w naturalnych ciekach o charakterze górskim zależy od oporów ruchu wody po szorstkim dnie i dławienia bocznego wywołanego roślinnością lub innymi przeszkodami, w obliczeniach prędkości średniej należy również uwzględnić współczynnik oporów liniowych l. Obliczając przepływ, posłużyć można się przekrojem podzielonym na obszary: I- roślinność wysoka na terenie zalewowym, brak wpływu koryta głównego na warunki przepływu, II- roślinność średnia i wysoka na terenie zalewowym, wpływ koryta głównego, III- brak roślinności lub roślinność niska, wpływ szorstkości dennej i zalewu, obszar koryta głównego

4 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej W obszarach I, II i III średnią prędkość obliczymy ze wzoru Darcy- Weisbacha:

5 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Opory ruchu wody w uregulowanym korycie cieku należy określić jako sumę oporów ruchu wody po podłożu λ s oraz bocznych λ v, wywołanych przez umocnienia brzegu:

6 Dno szorstkie koryta Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

7 Roślinność terenu zalewowego Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

8 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Opory przepływu powstałe w rezultacie oddziaływaniem dna obliczymy wzorem Colebrooka - Whitea: wg Rickerta przy dużej chropowatości względnej koryta cieku równanie można uprościć do postaci :

9 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej po przekształceniu można obliczyć współczynnik oporów ścian i dna: gdzie:- chropowatość względna [-]

10 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Dla przeszkód wysokich współczynnik strat liniowych oblicza się jako część przekroju zajętą przez rośliny do powierzchni całości przekroju. Posługując się bezwymiarowym współczynnikiem oporów opływania C WR, rozstawą roślin a x i a y, oraz ich średnicą d p i wysokością w trakcie trwania przepływu h p, możliwe jest określenie dławienia bocznego wywołanego przez roślinność wystającą ponad zwierciadło wody: gdzie: C WR - bezwymiarowy współczynnik oporów opływu roślinności zależy od stosunku prędkości dopływającej v p do średniej prędkości w obszarze zajmowanym przez roślinność v v oraz od zafalowań wywołanych przez roślinność

11 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Ponieważ według Lindnera współczynnik oporów, wywołany roślinnością, nie jest zależny liniowo od przesłonięcia przekroju roślinnością i jej zagęszczenia w układzie liniowym, lecz zmienia się, fakt ten uwzględnia stosunek prędkości ruchu wody przed poza przeszkodą:

12 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Zmienność współczynnika oporu pojedynczego elementu przy dwuwymiarowym przepływie C W podał Lindner :

13 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Współczynnik porośnięcia oblicza się ze wzoru: Szerokość strefy oddziaływania obszaru II (zarośniętego) na obszar nie zarośnięty III: gdzie współczynnik oporu w płaszczyźnie rozdziału:

14 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Zgodnie z koncepcją Einstein, o równości prędkości średniej w każdym podobszarze koryta, uśrednienia wymagają zróżnicowane współczynniki oporu w korycie głównym oraz należy wprowadzić podział promienia hydraulicznego przekroju R i : Szorstkość bezwzględną (zastępczą wysokość występów szorstkości) w płaszczyźnie rozdziału oblicza się ze wzoru:

15 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Średni współczynnik oporów w głównym korycie oblicza się uwzględniając współczynniki oporów w części przekroju wolnej od roślinności oraz w płaszczyźnie rozdziału: Prędkość średnia w obszarze III : Prędkość w płaszczyźnie rozdziału obszarów II i III :

16 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej System współczynników umożliwiający obliczenie aktualnego, dla danego przekroju, współczynnika szorstkości opracował Cowan, przedstawiając następujące zestawienie:

17 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Charakterystyka współczynników do obliczania szorstkości metodą Cowana Opis koryta ciekuWartości współczynników Rodzaj materiału piasek drobny żwir gruby żwir obrabiane skały n0n0 0,020 0,024 0,028 0,025 Stopień nieregularności brzegów i dna koryto regularne mała nieregularne średnia nieregularność duża nieregularność n1n1 0,000 0,005 0,010 0,020 Zmiany przekroju poprzecznego przekrój stały zmiany sporadyczne zmiany częste n2n2 0,000 0,005 0, ,015 Wpływ przeszkód lokalnych brak przeszkód przeszkody nieliczne przeszkody znaczne liczne przeszkody n3n3 0,000 0, ,015 0, ,030 0, ,060 Wpływ zarastania brak zarastania porost niski porost średni porost wysoki porost b. wysoki n4n4 0,000 0, ,010 0, ,025 0, ,050 0, ,100 Stopień zakrzywienia trasy mały średni duży m 1,000 1,150 1,300

18 Przepływ na terenie zalewowym Wpływ roślinności na przepustowość Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Maks. zagęszcz. Brak roślin

19 Opory opływu roślinności Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Energia koryta: gdzie: mgI- siła naporu jednostkowego fragmentu wody w korycie [N], vt­- droga pokonana w jednostce czasu [m]

20 Opory opływu roślinności Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Energia zużyta na pokonanie oporów opływu dna szorstkiego i roślinności:

21 Opory opływu roślinności Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Podstawiając całkowite opory opływu oraz: - opór opływu dna szorstkiego: oraz: - opór opływu roślin:

22 Opory opływu roślinności Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej otrzymamy: gdzie: Ar- powierzchnia opływu roślinności z jednostkowego wycinka powierzchni dna przy napełnieniu wywołującym ruch m masy wody [m2]

23 Opory opływu roślinności Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Zakładając, że F Cd dla stałego zakresu liczby Reynoldsa, przy dnie sztywnym, jest wartością stałą i zastępując możemy napisać: Przyjmując założenie, że opory wywołane szorstkością denną są znikomo małe w stosunku do oporów opływu roślinności na terenie zalewowym można napisać:

24 Opory opływu roślinności Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Dla znanego rozkładu prędkości w profilu o liczbie warstw n wartość Arv2 obliczymy:

25 Opory opływu roślinności Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Przyjęto następujące założenia: - wytworzona przez siłę ciężkości energia ruchu wody jest równa energii zużytej na opory opływu, - współczynnik oporów opływu Cr roślinności, dla pozostającej w jednym zakresie liczby Reynoldsa, ma stałą wartość, - roślinność nie ulega zniszczeniom podczas przepływu, - stosunek oporów opływu dna i roślinności na terenie zalewowym przyjmuje wartość zaniedbywalnie małą.

26 Charakterystyka roślinności Rozkład powierzchni opływu Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

27 Charakterystyka roślinności Teren zalewowy Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

28 Charakterystyka roślinności Teren zalewowy Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

29 Przepływ na terenie zalewowym Koniec Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej


Pobierz ppt "Wpływ roślinności na opory przepływu Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej."

Podobne prezentacje


Reklamy Google