RIN Hydraulika koryt s pohyblivým dnem 2.7.2018 Říční inženýrství Hydraulika koryt s pohyblivým dnem 141RIN

Co očekáváte, že se dovíte ?. . . . a co se chcete dozvědět ? RIN 2.7.2018 Co očekáváte, že se dovíte ?. . . . a co se chcete dozvědět ? 141RIN

Proč má smysl se pohyblivým dnem zabývat ? Erozní činnost (degradation) a zanášení (aggradation) v korytě Pohyb splavenin (spotřeba energie na pohyb částic) Tvorba splaveninových útvarů (makrodrsnost dna) 141RIN

Eroze a zanášení koryta Obecná výmolná činnost (general scour) – důsledek rovnovážné bilance transportních procesů Výmol v zúžení (constriction scour) –výsledkem zúžení proudu nebo jeho koncentrací do hlavního koryta Lokální výmol (local scour) – je vyvolán účinkem konstrukce na proud 141RIN

Všeobecný výmol Vývoj dna Úroveň dna v [m] Vzdálenost v [m] 10 20 30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2000 4000 6000 8000 10000 Vzdálenost v [m] Úroveň dna v [m] 0 roků 2 roky 4 roky 6 roků 8 roků 10 roků konečný s. 141RIN

Výmol v zúžení 141RIN

Lokální výmol 141RIN

Spotřeba energie proudu Transport splavenin zmenšuje rychlost vody – což lze dokázat úvahou o hybnosti , kde hmotnost M objemu V směsi vody a splavenin je V1 je objem splavenin tedy rychlost směsi vs 141RIN

Spotřeba energie proudu Důsledkem nerovnosti je reakce proudu na zbavení splavenin, kdy se zvětší rychlost proudu – hladová voda. Pokud uvažujeme průřezovou rychlost směsi vody a splavenin vs, lze nárůst odporů spočítat např. z Manningovy rovnice 141RIN

Tvorba útvarů ve dně Část částic je v kontaktu se dnem a část ve vznosu 141RIN

Tvorba útvarů ve dně Částice u dna ztrácejí dočasně pohyb, vytvářejí dnové útvary Důsledek – drsnější dno → zvýšení odporů proud postup vrásy 141RIN

Tvorba útvarů ve dně drsnější dno → zvýšení odporů 141RIN

Vlastnosti splavenin 141RIN

Charakteristiky splavenin K důležitým vlastnostem splavenin patří Velikost d, tvar zrna, zrnitostní složení splaveninové směsi (křivka zrnitosti) Usazovací rychlost w Úhel vnitřního tření f pod vodou Měrná hmotnost částic rs 141RIN

Úhel vnitřního tření částicového materiálu pod vodou Je možné jej zjistit vsypáním částic sedimentu do stojící vody a měřením kritického úhlu u paty ponořeného kuželu uloženého sedimentu. Úhel tření ponořeného materiálu závisí na velikosti, tvaru a měrné hmotnosti (reprezentativní) částice splaveninové směsi 141RIN

Úhel vnitřního tření částicového materiálu pod vodou 141RIN

Křivka zrnitosti 141RIN

Konečná usazovací rychlost w kulovité částice Rovnováha tíhové vztlakové a odporové síly Tato usazovací rychlost je konečnou (terminální), pokud je splněna rovnováha sil. V počáteční fázi velké rychlosti usazování w odporová síla převažuje a dochází ke zpomalování rychlosti usazování až do okamžiku dosažení rovnovážného stavu. 141RIN

Konečná usazovací rychlost w kulovité částice Součinitel odporu CD závisí na tvaru a mění se s hodnotou Reynoldsova čísla Re 141RIN

Konečná usazovací rychlost w kulovité částice Pro oblast nízkých Re=wD/n< 0,1, (tj. průměr částic d < 0,05 mm při rs=2600 kg/m3) je platný Stokesův zákon CD=24/Re Pro oblast Re>500, (tj. průměr částic d > 2 mm při rs=2600 kg/m3) je CD=0,445 141RIN

Konečná usazovací rychlost w nekulovité částice Nekulový tvar částice redukuje její usazovací rychlost. Redukce je pomocí tvarového faktoru, který je definován jako poměr rychlostí nekulovité a rychlosti kulovité částice Tvarový faktor je funkcí: Objemového tvarového faktoru k (k=0.26 pro písek , štěrk) bezrozměrného průměru částice d* Velikost konečné usazovací rychlosti pískové částice je cca 50-60% hodnoty rychlosti kulovité částice ekvivalentního průměru 141RIN

Konečná usazovací rychlost pískové částice 141RIN

Konečná usazovací rychlost pískové částice Konečná usazovací rychlost pískových a štěrkových částic užitím rovnic Stokesovy, Budryckovy a Rittingerovy 141RIN

Rušená sedimentace – usazovací rychlost 141RIN

Rušená sedimentace – usazovací rychlost 141RIN

Hustota splaveninových částic V přirozených podmínkách se ze všech parametrů mění nejmémně, pro přirozené splaveniny se může uvažovat hodnota 2650 kg/m3 (obvykle pro štěrkopískové částice v rozmezí 2500-2800). Závisí na mineralogickém složení. Měrná hmotnost splaveninové směsi – je třeba uvažovat s pórovitostí přirozeného nebo uloženého materiálu. 141RIN