sciagi rzeki


Cel i zadania regulacji:

-kompleksowe uregulowanie stosunków wodnych cieku i dolinie

-utworzenie i utrwalenie linii regulacyjnych dla przepływu na który regulacja została zaprojektowana

- zmniejszenie lub ustalenie ruchu rumowiska

-ułatwienie spływu lodowców

-zabezpieczenie przed wylewem wielkich wód

-zwiększenie użyteczności rzek i potoków dla powszechnego wykorzystania wód

Cele:

Regulacja polega na nadaniu jej koryta odpowiednich spadków, kierunków i krzywizn. Cel ten osiąga się przez wykonywanie różnorodnych działań technicznych biotechnicznych i biologicznych zmierzających do ustabilizowania linii brzegów dla bezpiecznego przepuszczania ustalonych przepływów oraz zabezpieczenia koryta przed szkodliwym działaniem procesów erozji i akumulacji. Wszystkie te działania powinny być projektowanie i realizowane aby pozostawały w zgodnie z wymogami ochrony środowiska i zachowaniem walorów krajobrazowych.

Ciek- wyżłobione koryt wypełnione całkowicie lub częściowo wodą płynącą

Koryto- najmniejsza część doliny, po której przepływają wody opadowe i gruntowe wraz z materiałem prze nie unoszonym i wleczonym. Rodzaje: naturalne(strumyki, potoki), sztuczne(kanały rowy przekopy)

PRAWA FARGUE'A

I prawo-(przesuniecia lub odstępu)- największa głębokość występuje poniżej największej krzywizny w odległości około podwójnej szerokości koryta w poziomie zwierciadła wody przy stanie normalnym.

Najmniejsza głębokość występuje poniżej najmniejszej krzywizny w odległ ok. podwójnej szerokości koryta w poziomie zwierciadła wody przy stanie normalnym.

Rys

0x08 graphic

II prawo- głębokości. Im mniejszy jest promień krzywizny (większe ro) tym głębszy jest wybój poniżej wierchomka krzywizny.

Rys

0x08 graphic

III prawo- dla utrzymania w rzece regularnych korzystnych głębokości, dł. Łuków i odcinków przejściowych nie może być zbyt wielka i mała. Długości te muszą być określone dla każdej rzeki osobno

IV prawo- Przy jednakowej długości łuków, średnia głębokość na łuku między dwoma brodami jest tym większa im mniejszy jest wewnętrzny kąt wierzchołkowy między stycznymi.

0x08 graphic

V prawo- profil podłużny dna w nurcie rzeki jest tylko wtedy regularny gdy krzywizna zmienia się w sposób ciągły. Każda skokowa zmiana krzywizny wywołuje nagłą zmianę głębokości.

Prawo VI- Jeśli krzywizna mienia się w sposób ciągły to nachylenie stycznej do krzywizny wyznacza spadek dna.

- pochylenie dna na znak + gdy dno się obniża

-pochylenie dna ma znak - gdy dno się podnosi

Rys

0x08 graphic

RUCH WODY W KORYTACH OTWARTYCH

Obliczenie hydrotechniczne koryt otwartych wykonuje się wykorzystując równania ważne dla zachowania ciągłości przepływu.

Q=F1*v1=F2*v2=const

Jeśli przekroje na poszczególnych odcinkach nie różnią się znacznie miedzy sobą to:

F1=F2 wiec v1=v2

Przy zmianie przekroju poprzecznego zmienia się prędkość przepływu a przy stałym przepływnie powstaje Ruch równomierny ustalony. Gdy F1<F2 musi być v1>v2 - ruch nierównomierny opóźniony a zwierciadło wody układa się wg krzywej spiętrzenia. Gdy F1>F2 musi być v1<v2 - ruch nierównomierny przyspieszony a zwierciadło wody układa się wg krzywej depresji. Gdy elementy ruchu zmieniają się w czasie powst. Ruch nieustalony (np. w czasie wezbrań).

POPRZECZNA CYRKULACJA WODY

SPADEK POPRZECZNY ZW WODY NA ŁUKU:

Prędkość wody przy zmianie kierunku musi pokonać opór krzywizny. Opór ten pokonuje gromadząc na początku krzywizny pewien zasób energii w postaci spiętrzenia wody przy brzegu wklęsłym dzięki działaniu siły odśrodkowej.

S= M*v^2 / r

Siła odśrodkowa musi być zrównoważona przez parcie hydrostatyczne .

PRĄDY ZŁOŻONE (żłobione)- drążą zwykle koryta przy brzegach wklęsłych- tym silniej erodując dno skarp im bardziej strome są brzegi.

PRĄDY NANOSZĄCE- formują zwykle odsypiska przy brzegach wypukłych w miejscach położonych nieco niżej strefy erozji na brzegach przeciwległych

Ruch ustalony w korytach nierozmywanych

-charakterystyka prędkości w przekroju poprzecznym:

Rys

0x08 graphic

Układ prądów wody:

0x08 graphic

Ruch ustalony w korytach nierozmywalnych :

Prędkości przepływu wody w korytach rzecznych kształtują się pod wpływem

różnorodnych czynników. Do najważniejszych z nich można zaliczyć:

·     spadek zwierciadła wody,

·     głębokość,

·     opory ruchu,

·     kształt i wymiary przekroju poprzecznego,

·     kształt koryta w planie,

·     ruch rumowiska,

·     zjawiska lodowe,

·     zarastanie koryta,

·     istniejące budowle wodne,

·     przeszkody lokalne.

Chezy:

0x08 graphic

gdzie:

C - współczynnik prędkości (wsp. Chezy) zależny od właściwości powierzchni zwilżonej przez strumień [m0,5s-1],

I - spadek linii energii strumienia [-].

W praktyce przyjmuje się uproszczenia:

  •  wysokość prędkości wzdłuż drogi przepływu

gdy B >> ts; zamiast Rh ts=F/B

Charakterystyka prędkości w przekroju poprzecznym

Przestrzenny rozkład prędkości w przekroju poprzecznym jest kształtowany przez oddziaływanie oporów (szorstkości) dna oraz brzegów.

0x08 graphic

Rozkład prędkości w korycie:

a - szerokim,

b - zwartym,

c - złożonym

Obliczanie prędkości w korytach złożonych

Przepływ całkowity: Q=Q1+Q2+ Q3=v1F1+ F2v2+ F3v3

Prędkości lokalne:

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

Zastępczy współczynnik prędkości (Cz):

RUMOWISKO RZECZNE

-trwałe cząstki rozdrobnionych skał przemieszczające się wraz z ruchem wody

Rumowisko obce- dostarczane do cieku wskutek erozji powierzchniowej. Na przebieg erozji pomierzch w zlewni wywierają wpływ:

-opady atmosferyczne

-spływ powierzchniowy

-położenie i kształt spływu wody

-rodzaj gruntu

-szata roślinna

-długość i spadek pow. Zlewni

-działalność gospodarcza człowieka

Rumowisko nawiewane- przez wiatr- erozja eoliczna

Rumowisko własne- pochodzące z rozmyć materiału dennego - erozja denna, pochodzące z rozmyć brzegów- erozja boczna.

RODZAJE RUMOWISKA:

  1. UNOSZONE- Materiał, który po oderwaniu się od dna może być podniesiony nawet do pow. Zwierciadła wody pozostając w stanie przepływającym aż do momentu aż przestaną działać siły które go poruszały.

  2. Wleczone- które ze wzgl. na rodzaj jego ruchu możemy podzielić na:

-skaczące- materiał skaczący po oderwaniu się od dna podnosi się w wodzie na nieznaczną wysokość, do obszaru niezdolnego do przytrzymania tego materiału a następnie opadu w pewnym oddaleniu od punktu wyjściowego bez wzgl. na niezmienność działania sił hydrodynamicznych, które spowodowały jego ruch do góry.

-wleczone po dnie- materiał wleczony podczas swojego ruchu nie jest podnoszony lecz toczy się lub ślizga po dnie

- zawieszone- będące w stanie

zawieszenia w wodzie stojącej.

Podział rumowiska na unoszone i wleczone nie odpowiada rzeczywistemu obrazowi jego ruchu, ponieważ same cząsteczki w różnych miejscach cieku i w różnym czasie mogą poruszać się zarówno w postaci materiału unoszonego jak i wleczonego w zależności od parametrów ruchu strumienia wody, a także ciężaru wielkości i kształtu cząsteczek.

WŁAŚCIWOŚCI RUMOWISKA RZECZNEGO:

1.wskaźniki wykorzystywane bezpośrednio w celu w obliczeniach warunków równowagi ziaren w strumieniu płynącej wody, intensywności i mas transportu rumowiska.

2.wskaźniki pomocnicze i opisowe, lepiej charakteryzują niektóre właściwości rumowiska.

Ciężar objętościowy rumowiska- stosunek masy suchej próbki rumowiska do objętości tej próbki.

Uziarnienie rumowiska(skład granulometryczny) wyraża się wagową zawartością w próbie ziaren różniej wielkości, podana w procentach masy całej próbki. Uziarnienie charakteryzowane jest za pomocą tzn. średnic charakterystycznych określających jaki procent masy całej próbki stanowi dana frakcja wraz ze cząsteczkami drobniejszymi.

RODZAJE BUDOWLI REGULACYJNYCH- ich konstrukcja, usytuowanie i warianty materiałowe zależą od: charakteru rzeki, celu regulacji, wzajemnego położenia brzegów istniejących i projektowanych, położenia w planie

UMOCNIENIE BRZEGOWE- STOSUJE SIĘ , GDY LINIA BRZEGU PROJEKTOWANEGO POKRYWA SIĘ Z BRZEGIEM ISTNIEJĄCYM LUB BRZEG PROJEKTOWANY BĘDZIE W PRZEKOPIE. Konstrukcje o małych wymiarach w przekroju poprzecznym np. płyty i kształtki betonowe.

OPASKI BRZEGOWE- stosuje się gdy linia brzegu projektowanego położona jest w niewielkiej odległości od brzegu istniejącego do 3m

TAMY PODŁUŻNE-(kierownice)-stosuje się gdy linia brzegu projektowanego położona jest w odległości do 15m od brzegu istniejącego. Stanowią one na całej swojej długości brzeg sztuczny.

RODZAJE OSTRÓG:

Prostopadłe 90st.

Podprądowe- mniejsze od 90st

Zaprądowe -większe od 90st.

Rozstaw ostróg:

-nie większa niż ich długość

-nie większa niż szerokość regulacyjna

Zależności między parametrami hydraulicznymi strumienia a ruchem rumowiska

prędkość graniczna- vgr,

prędkość nierozmywająca- vn,

prędkość rozmywająca- vr,

prędkość niezamulająca- vh,

naprężenie graniczne- ၴgr,

natężenie transportu rumowiska- Gr.

Przez prędkość lub naprężenie graniczne rozumiemy taką jego wartość, której przekroczenie powoduje ruch mieszaniny ziaren o podanej charakterystyce.

Prędkość nierozmywająca - przy której ziarna materiału dennego pozostają jeszcze w bezruchu, lub rozpoczyna się ruch pojedynczych ziaren.

Prędkość rozmywająca - odpowiadająca pojawianiu się masowego ruchu ziaren.

Natężenie transportu rumowiska - określa ilość materiału o znanej charakterystyce, która przepływa przez przekrój w danych warunkach przepływu.

Naprężenia ścinające ()

Du Boys (1879 r.) - naprężenia ścinające (siła poruszająca) - składowa ciężaru w kierunku linii spadku.

Na 1 m2 powierzchni dna cieku

gdzie:

0x08 graphic
g   - ciężar objętościowy wody [kN/m3],

h - głębokość wody [m],

I- spadek podłużny powierzchni spływu (dna cieku).

Płynący strumień pokonuje opory ruchu, które równoważą się z naprężeniami ścinającymi:

Opory:

tarcia wewnętrznego (między cząsteczkami wody i rumowiska unoszonego),

tarcia zewnętrznego (na powierzchni obwodu zwilżonego),

wywołane nieregularnością kształtu koryta w przekrojach poprzecznych i w planie,

związane z odspajaniem i transportem rumowiska.

Naprężenia ścinające (ၴ), występujące na czynnej powierzchni koryta cieku, są wynikiem pokonywania oporów ruchu przez bryłę wody o określonym ciężarze.

Największą wartość tych naprężeń nie powodującą jeszcze odrywania się i przemieszczania ziaren nazywamy naprężeniem granicznym (krytycznym) - ၴkr.

Naprężenia graniczne

0x08 graphic

[kPa] dla d Ⴓ 0,006 m

SHIELDS (1936 r.)

Wartość naprężeń granicznych zależy od charakteru ruch wody w warstwie przydennej.

0x08 graphic

Wymiarowanie koryt otwartych

Zwymiarowanie koryta przy zadanych warunkach technicznych polega na doborze takiego przekroju poprzecznego i spadku dna, które zapewniają:

przepuszczenie zadanego przepływu przy zachowaniu odpowiedniej prędkości i głębokości,

utrzymanie stałości skarp i dna koryta (brak deformacji),

możliwie najmniejszą powierzchnię przekroju poprzecznego (zmniejszenie robót ziemnych i ubezpieczeń), utrzymanie warunków stawianych przez użytkowników doliny:

- umożliwienie swobodnego odpływu wody do rzeki z rowów odwadniających, drenaży itp.,

-przeprowadzenie korytem wielkich wód letnich lub o danym prawdopodobieństwie przewyższenia w zależności od sposobu użytkowania doliny,

- zapewnienie w okresie wegetacyjnym optymalnego poziomu zwierciadła wody dla rolnictwa,

- zapewnienie wymaganego poziomu wody istniejącym ujęciom,

- na rzekach żeglownych muszą być zachowane odpowiednie głębokości i szerokości przy stanach niskich.

W praktyce inżynierskiej

ustalenie właściwego kształtu i wymiarów przy zadanym spadku i szorstkości, określenia właściwego przekroju i spadku.

Na drodze obliczeń hydraulicznych możemy ustalić:

minimalną powierzchnię przekroju koryta dla danego przepływu i spadku, maksymalną przepustowość koryta przy danej powierzchni przekroju i spadku, minimalny spadek dna przy danej powierzchni przekroju i natężeniu przepływu,

minimalną długość obwodu zwilżonego przy danym natężeniu przepływu i spadku.

KORYTA ROZMYWALNE

Metoda prędkości dopuszczalnych:

0x08 graphic
Wymiary przekroju poprzecznego i spadek koryta dobiera się tak aby został spełniony warunek:

Profil podłużny:

ewidencyjny:

- istniejące budowle regulacyjne i obiekty hydrotechniczne,

- wodowskazy,

- znaki wysokościowe,

- repery nad rzeką,

- znaki najwyższych stanów (WW),

- dopływy,

- ujęcia wody,

- zrzuty wody,

- porty i zimowiska (na rzekach żeglownych),

- obiekty komunikacyjne (mosty, promy i itp.),

- przekroczenia rzeki (nad wodą i pod dnem),

- rzędne i spadki doliny,

- wyprostowany schemat sytuacyjny koryta i doliny z podziałem administracyjnym (obwałowania i budowle wałowe)

szczegółowy:

- poziom porównawczy,

- rzędne wałów (lewego i prawego),

- rzędne zwierciadła wody przy Qwwp%,

- rzędne zwierciadła wody przy Qreg,

- rzędne brzegów (lewego i prawego),

- rzędne korony budowli regulacyjnych,

- rzędne dolnych krawędzi obiektów komunikacyjnych,

- rzędne dna dopływów, kanałów, rowów itp.,

- rzędne stopy ubezpieczenia,

- rzędne dna,

- usytuowanie przekrojów (numeracja),

- kierunki trasy (rodzaj krzywizn, podstawowe parametry)

- spadki podłużne,

- aktualny kilometraż

RODZAJE I SYSTEMY REGULACJI

Rodzaje:

1.ochrona stoków i zabudowa potoków górskich

2.odbudowa koryta właściwego

3.ochrona od powodzi:

-regulacja systematyczna- obejmująca cały brzeg rzeki lub znaną jego część wg jednolitego projektu

-regulacja lokalna- prowadzona doraźnie w szczególnych przypadkach, np. w obrębie jazu, ujścia itp.

SYSTEM ZABUDOWY:

1.poprzeczny- pożądaną szerokość koryta osiąga się za pomocą tam- ostróg usytuowanych poprzecznie do linii regulacyjnej. Projektowaną linię regulacyjną wyznaczają głowice ostróg.

-podłużny- projekt. brzeg tworzy odbudowana skarpa budowli równoległa do osi trasy regulacyjnej.

--mieszany- stosuje się wszystkie rodzaje budowli-najczęściej na brzegach wklęsłych budowle podłużne, na brzegach wypukłych - budowle poprzeczne.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
33 Rama zamknięta ze ściągiem
Conan 51 Conan Pan czarnej rzeki
Ameryka Południowa rzeki
Paulo Coelho Na brzegu rzeki
Materiał pomocniczy, Szkoła, wypracowania, ściągi
Funkcje łowiectw-łowiectwo ściągi-kolumny, myślistwo, Broń
Etos, Ściągi
ściąga do ćwiczennia XII, Szkoła, penek, Przedmioty, Urządzenia nawigacyjne, Zaliczenie, egzamin, Ś
88888888, aszyny elektryczne, maszyny elektryczne!!!!!!!!!!!!!, maszyny sciagi
formy organiz, Szkoła, wypracowania, ściągi
chemia, Ściągi
Mickiewicz, TG, ściagii, ŚCIĄGI, Ściągi itp, Epoki, Epoki, 06. Romantyzm, 2
Maszynoznawstwo ogolne, Automatyka i Robotyka, Semestr 1, Maszynoznastwo, kolos, ściągi
Teoria konsumenta, Studia, STUDIA PRACE ŚCIĄGI SKRYPTY

więcej podobnych podstron