Proces deformacji koryta potoku górskiego

Wojciech Bartnik, Jacek Florek, Leszek Książek, Andrzej Strużyński

Akademia Rolnicza w Krakowie

Katedra Inżynierii Wodnej

Plan prezentacji:

1. Opis zlewni i odcinka badawczego

2. Prezentacja pomiarów• przebieg fali powodziowej

• zmiany w korycie potoku• skład granulometryczny rumowiska wleczonego

3. Prognoza obrukowania dna

4. Wnioski

Q50%= 8 [m3s-1]

Q10%= 32 [m3s-1]

Q1% = 71 [m3s-1]

Opis zlewni i odcinka badawczego

Powierzchnia zlewni – 20,96 km2

Długość cieku do przekroju pomiarowego – 6,82 km

Gęstość sieci rzecznej – 1,19 km km-2

Wskaźnik zalesienia – 37%

Spadek dna: w kotle zbiorczym – 0,05; - w szyi potoku – 0,01

Opad deszczu w lipcu 2000

Opóźnienie fali powodziowej – około 1 h.

Data Suma dobowa [mm]

07.2000 Bogdanówka Lubień

15 16 17 26 27

28 29

18,618,739,8

66,4 R 11,3 26,8

59,6

14,217,916,9

25,5 R 3,9 13,0 38,9

Infiltracja początkowa – 1,2 [mm/min]

Infiltracja końcowa – 0,05 [mm/min]

Hydrogram fali powodziowej

Kulminacja fali powodziowej – 39,2 [m3s-1]

Przepływ o prawdopodobieństwie 5-10 %

Charakterystyka parametrów granicznych

Zmiany w korycie potoku

Zmiany w korycie potoku

Erozja brzegów

Zmiany w korycie potoku

Erozja brzegów

Zmiany w korycie potoku

Erozja dna w nurcie – 0,3 - 0,4 m

Skład granulometryczny rumowiska dennego

Pomiary bezpośrednie przed i po przejściu fali:- metoda tradycyjna,- metoda zamrażania próby.

Zwiększenie średnicy miarodajnej w lipcu 2001

z 0,048 do 0,087 [m].

Prognoza zmian zawartości frakcji w dnie po powodzi:

- program komputerowy ARMOUR

Prognoza obrukowania dna

Wysoka zgodność obliczonej i zmierzonej końcowej krzywej przesiewu

Prognoza obrukowania dna

Przewaga procesów degradujących dno:

- =3,48 początkowej krzywej przesiewu

świadczące o przemieszaniu rumowiska,

- przed i po kulminacji fali powodziowej zbliżone

wysortowanie rumowiska,

- odchylenie standardowe krzywej przesiewu na

początku sierpnia 2000 osiągnęło wartość 2,6 i

było większe od wartości granicznej 1,3.

Dno obrukowane =1,41 pozostaje stabilne do przepływu o napełnieniu Y=0,9 [m].

Proces „uzbrojenia” koryta następuje do Y=0,7 m.

Wnioski- Naprężenia graniczne w badanej części potoku

Krzczonowskiego -- 68-70 [N m-2],- maksymalne naprężenia ścinające -- 302 [N m-2],- warunki hydrauliczne nie sprzyjały tworzeniu się

warstwy obrukowania. Opady w zlewni wywołały intensywne wezbrania uniemożliwiające wykształcenie stabilnej pokrywy dna,

- parametry przekroju cieku powinny być określone z założeniem osiagnięcia równowagi hydrodynamicznej koryta,

- ze względu na przekroczenie naprężeń granicznych (erozja dna i brzegów) należy zaprojektować przegrody kaszycowo-kamienne. Chronią one dno, a przez to umożliwiają prawidłowe funkcjonowanie ujęć wody dla stawów hodowlanych.