Ocena warunków równowagi hydrodynamicznej w przepławkach z dnem o dużej szorstkości Wojciech Bartnik

Transkrypt

1 Ocena warunków równowagi hydrodynamicznej w przepławkach z dnem o dużej szorstkości Wojciech Bartnik

2 Kryteria stabilności biologicznej - kryterium prądu wabiącego (vprądu wabiącego > 1,10 1,20 vśr) - - kryterium prędkości granicznych kryterium dopuszczalnego napełnienia w przepławce (w zależności od gatunków ichtiofauny) kryterium dopuszczalnej wielkości strat Δh przy przepływie przez rygiel - Kryterium naprężeń granicznych - o o o badania laboratoryjne obliczenia modelowanie numeryczne

3 Pomiary terenowe Natężenie przepływu rozkład prędkości konfiguracja dna ciągły pomiar zwierciadła wody

4 Rozkład prędkości Wisła km , 15 Oct Q = m3 s-1 Średnia prędkość 0.65 m s-1 Wisła km , 15 Oct Q = m3 s-1 Średnia prędkość 0.64 m s-1 Prędkość graniczna dla średnicy d1 = m i d2 = m to 0.7 m s-1

5 Sonda ADV (Acoustic Doppler Velocimeter Zróżnicowane warunki przepływu w przepławce: a) plunging flow, b) streaming flow

6 Ocena przyjętych warunków migracji ichtiofauny Rodzaje przepławek komorowe, szczelinowe, windy, pochylnie (bystrotoki), naturalne obejścia, z podwójnym dnem (szczotkowe), ryglowe. Fot: Dr Reinhard Hassinger

7 Rodzaje przepławek - szczelinowa Fot: Dr Reinhard Hassinger

8 Rodzaje przepławek - przepławka z podwójnym dnem (szczotkowa) Fot: Dr Reinhard Hassinger

9 Rodzaje przepławek - przepławka ryglowa Fot: Dr Reinhard Hassinger

10 Kamionka rz.tuszynka

11 Rzeszów, rz.wisłoka

12 Warunek równowagi 3.Parametry oceny równowagi hydrodynamicznej τ0 = τ0kr Naprężenia styczne τ 0 = γ h I Krytyczne naprężenia styczne τ 0 kr = f i γ s d i Transport frakcji rumowiska następuje gdy τ0 > τ0kr

13 Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej 3.Parametry oceny równowagi hydrodynamicznej Diagram Shields`a 1 fm ~ 0,

14 Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Parametry oceny równowagi hydrodynamicznej Powstawanie obrukowania dna i wzrost naprężeń ścinających są ze sobą powiązane co wyraża zmiana średnic charakterystycznych dmp/dmk. Można to ująć: f k = f m ( d mp / d mk ) α wartość poszukiwana w warunkach rzek i potoków Podkarpacia α

15 3.Parametry oceny równowagi hydrodynamicznej Klasyfikacja ziaren według kategorii kształtu Kategorie kształtu ziaren I Kule II Elipsy III Dyski i pręty b/a c/b Ψp kp Sp > < 1.8 > 0.33 > 0.4 >0.50<0.86 <2.5>1.33 < < 0.64 < 0.52 < 0.70 > 1.93 <0.43

16 f=0,047 dla kształtu kulistego f=0,030 dla kształtu elipsoidalnego f=0,020 dla kształtu dyski i pręty wydłużone y = 0,0123e 1,6 SF Naprężenia bezwymiarowe w funkcji kształtu ziarn fi SF

17 Parametry oceny równowagi hydrodynamicznej Prognoza zmian krzywej uziarnienia w trakcie przejścia wezbrania: Rozsortowanie - rumowisko różnoziarniste 80 pi[%] Średnice frakcji di[m] Obrukowanie rumowisko jednorodne σ 1,3

18

19 Q = 25m3/s Odbicie nurtu z MEW = 12 m

20 Q = 55m3/s

21 Δh = 0,14 m Prędkość wypływu wody przepławki v v v 3 Q=25m /s = 0,96 m/s 3 Q=75m /s = 0,77 m/s 3 Q=132m /s = 0,68 m/s

22 Prędkość przepływu wody w przepławce v = 0,96 m/s Vbasen = 0,60 m/s Vcień za kamieniem = 0,03 m/s przesmyk

23 Stabilność dna w przepławce dwufunkcyjnej Tabela. Naprężenia graniczne dla rumowiska znajdującego się w przepławce dwufunkcyjnej d m [m] τ [N/m2]

24 Stabilność dna w przepławce dwufunkcyjnej Profil prędkości Profil prędkości w skali półlogarytmicznej

25 Stabilność dna w przepławce ryglowej Basen fm = Rygiel fm = fm = fm = 0.047

26 Identyfikacja warunków działania przepławek Przepławka typu komorowego Fot. LeK Fot. LeK

27 Identyfikacja warunków pracy przepławek - przykłady Przepławka typu szczelinowego Fot. LeK Fot. LeK