Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
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
II prawo- głębokości. Im mniejszy jest promień krzywizny (większe ro) tym głębszy jest wybój poniżej wierchomka krzywizny.
Rys
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.
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
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
Układ prądów wody:
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:
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.
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:
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- tgr,
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 (t)
Du Boys (1879 r.) - naprężenia ścinające (siła poruszająca) - składowa ciężaru w kierunku linii spadku.
Na 1 m2 powierzchni dna cieku
gdzie:
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 (t), 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) - tkr.
Naprężenia graniczne
[kPa] dla d ³ 0,006 m
SHIELDS...