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 Charakterystyka roślinności Roślinność korytowa Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Roślinność miękka

3 Charakterystyka roślinności Roślinność terenu zalewowego Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Roślinność sztywna

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

5 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Obliczaniem przepływu na terenie zalewowym zajął się Dębski [1948] nawiązując do wzoru Matakiewicza i przekształcając go: gdzie:f(I) i f(h) - funkcje zależne od spadku zwierciadła wody i średniej głębokości zalewu

6 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Każdemu z pięciu rodzajów terenów zalewowych odpowiada inna krzywa zależności  =f(h): - I - wyrównane tereny w bezpośrednim sąsiedztwie koryt, wartość maksymalna  =1,45, - II- odkryte łąki, rzeka meandrująca do 30%,  do 1,33, - III- odkryte łąki, rzeka mało meandrująca,  do 1,13, - IV- tereny mniej równe, lekkie zadrzewienie,  do 0,88, - V- tereny bardzo nierówne, częściowo zabudowane lub gęsto porośnięte drzewami,  do 0,54

7 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Klassen i Van der Zward przeprowadzili modelowe badania przepływu na terenach zalewowych Mozy i Renu określając wpływ sadów i żywopłotów na warunki przejścia wielkich wód według wzoru: gdzie:A p =pA- rzeczywista powierzchnia przepływu z uwzględnieniem roślinności [m 2 ]

8 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Wartości obliczano wzorem:

9 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Rozdzielając spadek hydrauliczny wywołany oporami ruchu wody po podłożu i roślinnością i wykorzystując wzór Chezy`ego możemy napisać: gdzie:

10 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej W okresie najintensywniejszej wegetacji roślin, w trakcie wezbrania, wartości szorstkości bezwzględnej k z, dla podłoża wynoszące zazwyczaj około 0,07m, mogą osiągnąć 0,75m i na skutek zamulenia maleją w trakcie obniżania się wezbrania. W zależności od rodzaju roślinności zaleca się przyjmowanie zróżnicowanej szorstkości zastępczej: - dla skarp trawiastych, od 0,05m do 0,3m - dla skarp porośniętych krzewami, od 0,2m do 0,5m

11 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Znając promień hydrauliczny R i zastępczą szorstkość k z można obliczyć opory przepływu w jednorodnych częściach przekroju i na fikcyjnych powierzchniach jego rozdziału korzystając ze wzoru Reiniusa w postaci uproszczonej:

12 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Roślinność w cieku można potraktować jako lokalną przeszkodę i wyznaczyć współczynnik oporów miejscowych . Korzystamy tu z równania Bernoull’ego porównując wysokość linii energii przed i za przeszkodą:

13 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Roślinność w cieku można potraktować jako lokalną przeszkodę i wyznaczyć współczynnik oporów miejscowych . Korzystamy tu z równania Bernoull’ego porównując wysokość linii energii przed i za przeszkodą: przy założeniu że:

14 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Roślinność w cieku można potraktować jako lokalną przeszkodę i wyznaczyć współczynnik oporów miejscowych . Korzystamy tu z równania Bernoull’ego porównując wysokość linii energii przed i za przeszkodą: porównując: oraz:

15 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Roślinność w cieku można potraktować jako lokalną przeszkodę i wyznaczyć współczynnik oporów miejscowych . Korzystamy tu z równania Bernoull’ego porównując wysokość linii energii przed i za przeszkodą: otrzymamy:

16 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Zależność pomiędzy współczynnikiem szorstkości n oraz iloczynem prędkości średniej i promienia hydraulicznego vR gdzie: C T - indeks kategorii traw wybierany w przedziale od 0 do 10, przy czym wartości 0 odpowiada współczynnik E natomiast wartości 10 współczynnik A

17 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Charakterystyka kategorii, wysokości i indeksu roślinności

18 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Zakres stosowalności wzoru [m 2 s -1 ]

19 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Temple [1988] zastąpił vR przepływem jednostkowym q i podał zakres stosowania formuły: indeks kategorii traw C T zaleca obliczać wg wzoru:

20 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej W szerszym zakresie współczynnik szorstkości n można obliczać: dla q < 0,00023 C T 2,5 dla q < 3,3

21 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Związek pomiędzy parametrami strumienia a mechanicznymi i geometrycznymi wartościami opisującymi roślinność opisał Fenzl w postaci równania: - założono, że szorstkość gruntu pomiędzy roślinnością jest pomijalnie mała i nie uwzględniono jej w równaniu

22 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Po wykonaniu pomiarów na konkretnym zbiorowisku roślinnym uzyskać można wartość naprężeń ścinających w dnie  0 : Wartość sztywności źdźbeł podczas zginania jest zależna od zagęszczenia łodyg na jednostkę powierzchni m r, modułu sprężystości roślin E r i momentu bezwładności przekroju poprzecznego źdźbła J:

23 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Po wprowadzeniu bezwymiarowej wartości względnego ugięcia roślin równanie, określające nadwyżkę prędkości średniej v nad prędkością dynamiczną v * reprezentującą krytyczne dla roślinności warunki ruchu, uzyska postać:

24 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Względne ugięcie roślin można obliczyć:

25 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Badania Kouwena określają wartość krytyczną prędkości dynamicznej v *Er, podczas której nastąpi pochylenie zginanej roślinności: oraz krytyczną prędkość dynamiczną zrywania i łamania łodyg:

26 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Do obliczenia sztywności roślin przydatny może być wzór: Obliczeniowy związek iloczynu m r E r J z długością roślin: - dla traw zielonych, - dla dojrzałych suchych traw

27 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Po przekształceniach, t r można obliczać z równania:

28 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Przy założeniu, że R = h oraz k = t r współczynnik oporów możemy obliczyć wzorem: gdzie:a 2 i b 2 - współczynniki zależne od położenia roślinności, b 2 =1,85- położenie roślin jest proste, b 2 =3,5- roślinność jest pochylona

29 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Współczynnik oporów liniowych opisuje formuła: gdzie:

30 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Określenie prędkości średniej ruchu wody w przekroju pozwala na weryfikację zasadności użycia poszczególnych formuł obliczeniowych:

31 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Przegląd formuł określających opory liniowe dna sztywnego: Epfl Limerinos, Bray Leopold Griffiths

32 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Przegląd formuł określających opory liniowe dna sztywnego: Martinec Graf, Suszka Gładki

33 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Aby określić przydatność wyżej wymienionych formuł do obliczenia całkowitych oporów przepływu należy określić prędkość dynamiczną dla koryt o szerokości B>(10-15)h: wykorzystując zależność: można obliczyć prędkość średnią w przekroju poprzecznym:

34 Przepływ na terenie zalewowym Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Roślinność w badaniach terenowych:

35 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