Hydraulika koryt s pohyblivým dnem...
-
Upload
nguyentuyen -
Category
Documents
-
view
215 -
download
0
Transcript of Hydraulika koryt s pohyblivým dnem...
141RIN141RIN 11
ŘŘííččnníí ininžženýrstvenýrstvííHydraulika koryt s pohyblivým dnem IIHydraulika koryt s pohyblivým dnem II
141RIN141RIN 22
Oblasti v podOblasti v podéélnlnéém profilu tokum profilu toku
141RIN141RIN 33
Vývoj parametrVývoj parametrůů na tokuna toku
141RIN141RIN 44
Charakter pohybu Charakter pohybu ččáásticsticv korytv korytěě
aktivní vrstva pohybu dnaPodložní vrstva
povrchová vrstva dna
141RIN141RIN 55
Tvorba Tvorba úútvartvarůů ve dnve dněěČČáást st ččáástic je v kontaktu se dnem a stic je v kontaktu se dnem a ččáást ve vznosust ve vznosu
141RIN141RIN 66
Charakter pohybu Charakter pohybu ččáásticsticv korytv korytěě
141RIN141RIN 77
SchSchééma podstaty stabilityma podstaty stability
141RIN141RIN 88
PoPoččáátek pohybutek pohybu ((incipientincipient motionmotion))
RgDu
RgD
2*b =
ρτ
=τ∗ν
=⋅+=τ−−−∗ DgD
,1006.022.0 p)7.7(6.0
pc
6.0p RReRe Re
Analytické vyjádření dle Brownlie (1981)
141RIN141RIN 99
Shields Relation, Transverse Angleθr = 35 deg
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 5 10 15 20 25 30 35 40j deg
x
degϕ
∗
∗
ττ
co
c
ZmZměěna kritickna kritickéého teho teččnnéého napho napěěttíí s ps přřííččným ným sklonem dnasklonem dna
141RIN141RIN 1010
Tvorba Tvorba úútvartvarůů ve dnve dněěČČáástice u dna ztrstice u dna ztráácejcejíí dodoččasnasněě pohyb, vytvpohyb, vytváářřejejíídnovdnovéé úútvarytvary
DDůůsledek sledek –– drsndrsněějjšíší dno dno →→ zvýzvýššeneníí odporodporůů
proudpostup vrásy
141RIN141RIN 1111
ÚÚTVARY VE DNTVARY VE DNĚĚInterakce proudu a pohybu splavenin vede ke vzniku útvarů ve dně, jako např. vrásy, duny, antiduny, splaveninové lavice. Tyto útvary mohou zpětně působit na proud a tím ovlivňovat množství materiálu v pohybu.
Duny na North Loup River. Nebraska, USA.
141RIN141RIN 1212
ÚÚTVARY VE DNTVARY VE DNĚĚ – splaveninové režimy
141RIN141RIN 1313
Tvorba Tvorba úútvartvarůů ve dnve dněědrsndrsněějjšíší dno dno →→zvýzvýššeneníí odporodporůů
141RIN141RIN 1414
POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ: : VrVráásysy
Vrásy na řece Rum. Minnesota, USA. Stav při velmi nízkém průtoku; λ ~ 10- 20 cm.
Vrásy jsou charakteristické a) velmi nízkou intenzitou pohybu splavenin b) vznikem na tocích s velikostí částic D < 0.6 mm. Charakteristická vlnová délka λ je řádu 101 cm a vlnová výška ∆η je řádu 100 cm. Vrásy se přesouvají v průběhu času směrem po proudu. Mají charakteristický nesymetrický trojúhelníkový tvar v podélném profilu, s mírně skloněným hřbetem a strmým čelem. Neovlivňují tvar hladiny.
Pohled na řeku Rum. Minnesota, USA
proudpostup vrásy
141RIN141RIN 1515
POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ: D: Dunyuny
Duny na North Loup River. Nebraska, USA. Osoby v kroužcích udávají měřítko snímku.
Dunes jsou nejrozšířenější útvar na dně na tocích s písčitým dnem; mohou se ale vyskytnout i na štěrkových tocích. Vlnová délka λ je řádu až 102 m, vlnová výška ∆η může na velkých tocích přesáhnout i 5 m. Duny jsou nesymetrického tvaru, s mírným hřbetem a strmým čelem vlny. Charakteristické proudění je říční(Fr << 1). Duny se přesouvají po dně ve směru proudu. Slabě ovlivňují tvar hladiny, proud se zrychluje nad vrcholem duny, kde dochází k snížení úrovně hladiny. (Tvar hladiny a dna není sfázován!)
prouděnípostup duny
141RIN141RIN 1616
POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ : : ČČasový postup dunasový postup dunVideo si stáhnete z http://hydraulika.fsv.cvut.cz/Predmety/RIN/KeStazeni.htm
141RIN141RIN 1717
POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ : : AntidunyAntiduny
Výskyt vln na hladině indikuje přítomnost antidun v korytě divočícího toku.
Antiduny vyskytují se na tocích s dostatečně vysokým Fr (nikoliv však nutně >1). Vyskytují se jak v písčitých, tak štěrkovitých tocích. Nejběžnější druhantidun postupuje proti proudu a vyznačuje se jen mírnou asymetrií. Hladina je výrazně sfázována se dnem.Výskyt symetrických vln na hladiněobvykle indikuje přítomnost antidun v toku.
proud postup antiduny
141RIN141RIN 1818
POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ : : periodickperiodickéé prahyprahy ((ppěřěřejeeje a ta tůůnněě))
Demonstrace výskytu periodických prahů v laboratorním žlab. Z obrázku je zřejmý
výskyt dvou vodních skoků.
Periodické prahy se vyskytují na velmi strmých tocích s bystřinným prouděním Fr>1. Ačkoliv mají velkou vlnovou délku podobají se antidunám. Prahy jsou vymezeny vodními skoky(bezprostředně pod nimi je prouděnílokálně říční). Prahy postupují proti proudu.
proudvodní skok
141RIN141RIN 1919
POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ : : periodickperiodickéé prahyprahy ((pokrapokraččovováánníí))
Výskyt periodických prahů v místě vyústění toku na písčitém pobřeží. Calais, Francie.
Periodické prahy se vyskytují v podmínkách strmého toku s bystřinným prouděním a přebytkem splavenin.
proud
jumps
141RIN141RIN 2020
POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ :: StStřříídavdavéé (pohybliv(pohyblivéé) lavice) lavice
Výskyt střídavých lavic na uměle napřímeném toku Naka, Japonsko.
Střídavé lavice vyskytují se vystřídaně podél obou břehů na tocích s dostatečně velkým (> ~ 12), nikoliv však přespříliš velkým poměrem šířky k hloubce B/H. Střídavé lavice postupujípo proudu a často mají relativně strmé čelo. Jejich výskyt často předznamenává tendenci toku k meandrování. Střídavé lavice se mohou vyskytovat společně s dunami a/nebo antidunami.
141RIN141RIN 2121
POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ :: vvííceceřřadadéé splaveninovsplaveninovéé jazykyjazyky
Půdorysný pohled - na sebe naskládané splaveninové jazyky a duny v tokuNorth Loup, Nebraska USA.
Víceřadé lavice (na sebe naskládané splaveninové jazyky ) vyskytují se když poměršířky k hloubce B/H je větší než je tomu v případě střídavých lavic. Tyto útvary postupují po proudu. Mohou se vyskytovat společně s dunami nebo antidunami..
141RIN141RIN 2222
SPLAVENINOVSPLAVENINOVÉÉ ÚÚTVARYTVARY V LABORATOV LABORATOŘŘI A V TERI A V TERÉÉNUNU: : DunyDuny
Duny na exponované pevné lavici meandrujícího toku Fly, Papua New Guinea
Duny v laboratorním žlabu.
141RIN141RIN 2323
SPLAVENINOVSPLAVENINOVÉÉ ÚÚTVARYTVARY V LABORATOV LABORATOŘŘI A V TERI A V TERÉÉNUNU: : StStřříídavdavéélavicelavice
Střídavé lavice v laboratorním žlabu. Střídavé lavice v na toku horního Rýna meziŠvýcarskem a Lichtenštejnskem.
141RIN141RIN 2424
Střídavé lavice v laboratorním žlabu Tsukuba University, Japonsko.
Střídavé lavice na řece Fuefuki, Japonsko.
SPLAVENINOVSPLAVENINOVÉÉ ÚÚTVARYTVARY V LABORATOV LABORATOŘŘI A V TERI A V TERÉÉNUNU: : StStřříídavdavéélavicelavice
141RIN141RIN 2525
VVěětventveníí koryta pkoryta přři pi přřesycenesyceníí splaveninami ale nsplaveninami ale níízkzkéém m prprůůtokutoku
Větvení v žlabu Tsukuba University, Japan.
Větvení koryta na Ohau River, New Zealand.
141RIN141RIN 2626
Matematický popis transportu splaveninMatematický popis transportu splavenin
2f
2
UCx
gHxHgH
21
xHU
tUH
0x
UHtH
−∂η∂
−∂∂
−=∂
∂+
∂∂
=∂∂
+∂∂
xq
t)1( t
p ∂∂
−=∂η∂
λ−
)U(qq tt =
St. Venant rovnice pro mělkou vodu:
Exnerova rovnice kontinuity sedimentu
Vztah mezi transportem splavenin a hydraulickými parametry proudu :
141RIN141RIN 2727
Matematický popis transportu splaveninMatematický popis transportu splavenin
2f
2
UCx
gHxHgH
21
xHU
tUH
0x
UHtH
−∂η∂
−∂∂
−=∂∂
+∂∂
=∂∂
+∂∂
)U(qq tt =
xq
t)1( t
p ∂∂
−=∂η∂
λ−
Disciplína morfodynamika se zabývá problematikou při níž proudění nad pohyblivým dnem se vzájemně ovlivňuje s tvarem tohoto dna, oboje se vyvíjí v čase.
Provázanost řešení rovnic kontinuity (1), hybnosti (2), Exnerovy rovnice (3) (kontinuita splavenin) a transportnírovnice (4)
(1)
(2)
(3)
(4)
141RIN141RIN 2828
TransportnTransportníí funkcefunkce
141RIN141RIN 2929
TransportnTransportníí modely modely -- ukukáázkazka