Modelowanie zjawisk erozyjnych w zakolu rzeki Nidy

Transkrypt

1 Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie Koło Naukowe Inżynierii Środowiska Sekcja Renaturyzacji rzek i Dolin Rzecznych Modelowanie zjawisk erozyjnych w zakolu rzeki Nidy Autorzy: Dawid Borusiński, Elwira Gorzelańska, Monika Janas, Tomasz Koniarz, Małgorzata Leja, Hubert Łabuda, Katarzyna Waliłko, Karolina Witoszek, Michalina Kotowicz, Wiktoria Laszek Opiekun naukowy: dr inż. Andrzej Strużyński

2 1. Wstęp W Ramowej Dyrektywie Wodnej podkreśla się istotność oceny hydromofrologicznych wód płynących, jako niezbędnego elementu określenia stanu ekologicznego cieku. Elementy oceny stanu rzek: Wielkość i dynamika przepływu Ciągłość rzeki Ruch rumowiska rzecznego Układ pionowy i poziomy dna cieku Skład granulometryczny cieku Głębokość i szerokość rzeki 2

3 2. Cel pracy Uczestnicy obozu naukowego przeprowadzili badania, a następnie analizę zjawisk erozyjnych w zakolu rzeki Nidy. Celem pracy było określenie intensywności zjawisk erozyjnych koryta Nidy w odcinku bliskim naturze. 3

4 3. Ogólna charakterystyka rzeki Źródła Nidy znajdują się na terenie miejscowości Moskorzew, rzeka uchodzi zaś w Nowym Korczynie. Długość cieku wynosi ponad 150km, natomiast powierzchnia zlewni km 2. Na badanym odcinku rzeka ma charakter nizinny. 4

5 4. Lokalizacja W rejonie rzeki zaobserwowano tarasowane zbocza, starorzecza oraz meandry. W miejscu pomiarów zlokalizowano wyżłobienie w brzegu wklęsłym. Zdjęcie lotnicze Aeroklub Pińczów 5

6 5. Wyniki badań Na podstawie pomiarów geodezyjnych, sprzętem Topcom 226 wytyczono 26 przekroi poprzecznych. 6

7 Rzędne [m n.p.m.] Rzędne [m np.m.] 5. Wyniki badań 5.1 Przekroje poprzeczne Przekrój Przekrój Odległości [m] Odległości [m]

8 5. Wyniki badań 5.2 Uziarnienie Z dna, metodą tradycyjną pobrano reprezentatywną próbę rumowiska rzecznego. Dokonano analizy granulometrycznej w Laboratorium Hydrotechnicznym UR. 8

9 Procent [%] 5. Wyniki badań 5.2 Uziarnienie Wyniki obliczeń ukazuje tabela poniżej Średnica Procent Średnica Suma procent [mm] [%] [mm] [%] 0,03 0,20 0,06 0,00 0,08 0,10 0,10 0,20 0,18 4,88 0,25 0,29 0,33 36,57 0,40 5, ,70 57,05 1,00 41, ,50 0,49 2,00 98, ,00 0,00 4,00 99,27 5,15 0,73 6,30 99,27 100, Średnica [mm] Średnica miarodajna dla badanego rumowiska wyniosła 0,57 mm. 9

10 5. Wyniki badań 5.3 Przepływ brzegowy Według Lambora przepływ brzegowy bardzo silnie wpływa na formowanie koryta rzecznego, a także kształtuje układ poziomy cieku. Za pomocą urządzenia OTT Nautilius 2000 przeprowadzono pomiar prędkości. 10

11 5. Wyniki badań 5.3 Przepływ brzegowy Ze względu na wysoki stan wody, i związaną z tym prędkość - pomiarów prędkości dokonano tylko w dwóch przekrojach, pierwszym i ostatnim. 11

12 5. Wyniki badań 5.3 Przepływ brzegowy Numer pionu Odległość od brzegu [m] Głębokość [m] Prędkość V [m. s -1 ] 12 Maksymalna prędkość wody wyniosła 0,84 m. s , ,9 4 14,3 5 17,8 6 21,5 7 23,8 8 27,2 0,32 0,595 z 0,302 0,47 0,365 0,17 0,661 z 0,674 0,72 0,001 0,32 0,661 z 0,784 0,82 0,060 0,52 0,573 0,22 0,676 z 0,513 0,82 0,205 0,52 0,730 0,12 0,844 z 0,827 0,82 0,409 0,62 0,678 0,32 0,800 z 0,738 1,12 0,403 0,72 0,679 0,32 0,671 z 0,642 1,12 0,546 0,72 0,603 0,32 0,675 z 0,753

13 Prędkość V [m. s -1 ] Prędkość V [m. s -1 ] 5. Wyniki badań 5.3 Przepływ brzegowy 0.5 Przy brzegu Zgodnie z krzywą rozkładu prędkości w pionie wraz ze wzrostem wysokości rośnie prędkość wody, z wyjątkiem brzegów m od brzegu Odległość od dna [m] Odległość od dna [m]

14 5. Wyniki badań 5.4Modelowanie CCHE2D Aby uruchomić model: Stworzono siatkę około 80 x 80cm Zadano warunki brzegowe Określono szorstkość dna Przyjęto poziom zwierciadła wody 98,5m 14

15 5. Wyniki badań 5.4Modelowanie CCHE2D Q=4m 3. s -1 Q=16m 3. s -1 Q=8m 3. s -1 Q=32m 3. s -1 15

16 5. Wyniki badań 5.4Modelowanie CCHE2D Przepływ brzegowy został zaobserwowany przy przepływie około 60 m 3. s -1. Q=64m 3. s -1 16

17 5. Wyniki badań 5.4Modelowanie CCHE2D Badany fragment jest stabilny, ale przy przepływie znacznie przewyższającym przepływ brzegowy zauważa się erozję, zarówno denną jak i brzegową. 17

18 6. Wnioski Na podstawie przeprowadzonych badań oraz dalszej analizy, można stwierdzić, że: prędkości w cieku są zróżnicowane w zależności od głębokości i osi koryta po stronie brzegu wypukłego odkłada się materiał rumowiska rzecznego dochodzi do obrywania się omawianego brzegu 18

19 6. Wnioski Wszystkie te czynniki wpływają na rozbudowę meandra w analizowanym odcinku Nidy. Z modelowania wynika, że mniej więcej za 10 lat, przy występowaniu wezbrań corocznych może dojść do takiego pogłębienia meandra, że zbliży się on na odległość kilku metrów od wałów. 19

20 Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie Koło Naukowe Inżynierii Środowiska Sekcja Renaturyzacji rzek i Dolin Rzecznych Dziękuję 20