Distributed modeling of soil erosion and sediment transport

A mathematical model is used for the estimation of the annual sediment yield resulting from rainfall and runoff at the outlet of Nestos River basin (Toxotes, Thrace, Greece), where the ecologically interesting Nestos delta exists. The model is applied to that part of Nestos River basin (838 km2) which lies downstream of three dams. Two dams (Thissavros and Platanovryssi) have been already constructed, while the third one (Temenos) is under construction. The model consists of three sub-models: a rainfall-runoff sub-model, a surface erosion sub-model and a sediment transport sub-model for streams. This model is also capable of computing the annual erosion amount and sediment yield in the individual sub-basin

COMPARATIVE COMPUTATION OF SOIL EROSION AND RESERVOIR SEDIMENTATION ON A MONTHLY AND ON A DAILY TIME BASIS

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι ο υπολογισμός των αποθέσεων φερτών υλών στον ταμιευτήρα Γερμασόγειας συναρτήσει της εδαφικής διάβρωσης στην αντίστοιχη λεκάνη απορροής. Ο ταμιευτήρας Γερμασόγειας βρίσκεται βορειοανατολικά της πόλης της Λεμεσού, στην Κύπρο. Η χωρητικότητα του ταμιευτήρα είναι 13.6x106 m3, ενώ η λεκάνη απορροής που αντιστοιχεί στον ταμιευτήρα, έχει έκταση 122.5 km2. Εφαρμόζονται δύο εκδοχές ενός μαθηματικού μοντέλου για τον υπολογισμό της μέσης ετήσιας ποσότητας φερτών υλών που αποτίθεται στον ταμιευτήρα. Στην πρώτη εκδοχή του μοντέλου, οι υπολογισμοί εκτελούνται σε μηνιαία χρονική βάση, ενώ στη δεύτερη εκδοχή σε ημερήσια χρονική βάση. Τα αριθμητικά αποτελέσματα του μέσου ετήσιου ρυθμού εδαφικής διάβρωσης, σύμφωνα με τις δύο εκδοχές του μαθηματικού μοντέλου, συγκρίνονται με αντίστοιχα δεδομένα μετρήσεων. Επίσης, γίνεται σύγκριση μεταξύ των αριθμητικών αποτελεσμάτων της μέσης ετήσιας ποσότητας φερτών υλών που αποτίθεται στον ταμιευτήρα, σύμφωνα με τις δύο εκδοχές του μαθηματικού μοντέλου.The present study aims to compute sedimentation in Yermasoyia Reservoir in terms of soil erosion in the corresponding basin. Yermasoyia Reservoir is located northeast of the town of Limassol, Cyprus. The storage capacity of the reservoir is 13.6x106 m3. Yermasoyia River drains a basin that, upstream of the reservoir, amounts to 122.5 km2. Two versions of a mathematical model are used for the computation of the mean annual reservoir sedimentation. In the first version, the calculations are performed on a monthly time basis, while in the second version on a daily time basis. The arithmetic results of the mean annual soil erosion rate, according to both versions of the mathematical model, are compared with erosion measured data. Additionally, a comparison between the two model versions is made in relation to the arithmetic results of the mean annual reservoir sedimentation.   

THE PROBLEM OF SEDIMENT TRANSPORT INITIATION

Στην παρούσα εργασία μελετάται θεωρητικά το πρόβλημα της έναρξης μετακίνησης φερτών υλών σε κοίτες υδατορευμάτων. Βασικά γίνεται διάκριση ανάμεσα σε μη συνεκτικές και συνεκτικές φερτές ύλες λόγω του διαφορετικού τρόπου μεταφοράς αυτών. Κατ' αρχήν απαριθμούνται οι παράγοντες που επηρεάζουν το εν λόγω φαινόμενο και κατόπιν δείχνεται σε μερικά παραδείγματα η ασυμφωνία που υπάρχει στον ορισμό της έναρξης μεταφοράς φερτών υλών. Πέραν τούτου αναφέρονται ορισμένες ποσοτικές σχέσεις για τη λεγόμενη κρίσιμη ταχύτητα ροής και κρίσιμη συρτική τάση. Τέλος μνημονεύονται κάποιες ιδιάζουσες περιπτώσεις του φαινομένου αυτού που αφορούν κοίτες τεχνητών αγωγών αποχέτευσης, φυσικές κοίτες ποταμών με σχηματισμούς (π.χ. αμμοκύματα) καθώς και βιολογικά εποικισμένες κοίτες.In this work, the problem oi the sediment transport initiation on stream beds is theoretically treated. Basically, a differentiation between noncohesive and cohesive material is made because of the different transport behaviour. At first, the influencing factors of transport beginning are numbered and then the discrepancies at the definition of transport initiation are shown in some examples. Apart from this, different possibilities for the quantification of transport beginning in terms oi the critical flow velocity and critical shear stress are cited. Finally, some particular cases of the transport initiation (rigid bed, deformed bed with ripples and dunes, biologically settled bed) are mentioned

Simulationsmodelle zur Berechnung der taeglichen Feststofflieferung eines Einzugsgebietes

SIGLETIB Hannover: RA 3431(31)+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

HYDRAULIC COMPUTATION OF OPEN CHANNELS WITH OR WITHOUT VEGETATION

Η παρούσα εργασία αποβλέπει στην παράθεση ορισμένων οδηγιών για τον υπολογισμό της παροχής νερού σε φυσικούς ανοικτούς αγωγούς. Συγκεκριμένα εξετάζονται οι περιπτώσεις: μιας απλής διατομής χωρίς βλάστηση με διαφορετική τραχύτητα στην κοίτη και στα πρανή, μιας γεωμετρικά σύνθετης διατομής χωρίς βλάστηση και μιας απλής διατομής με βλάστηση. Το σημαντικότερο στοιχείο των υδραυλικών υπολογισμών είναι η εκτίμηση του λεγόμενου συντελεστή τριβών ή αντιστάσεων για τις ανωτέρω αναφερθείσες περιπτώσεις διατομών. Ιδιαίτερη έμφαση δίδεται στους υδραυλικούς υπολογισμούς μιας διατομής με βλάστηση, καθόσον οι σύγχρονες τάσεις της διευθέτησης υδατορευμάτων αποσκοπούν στην κατά το δυνατόν διατήρηση της φυσικής κατάστασης αυτών.The present work aims at the citation of some instructions for the computation of water discharge in natural open channels. The following cases are considered: a simple cross-section without vegetation, but with different bed and slope roughness, a geometrically compound cross-section without vegetation and a simple cross-section with vegetation. The most important task of the hydraulic computation is the estimation of the so-called resistance coefficient. Particular emphasis is given to the hydraulic computation of a cross-section with vegetation, because the recent trend in the technical works of open channels aims at the conservation, if possible, of their natural situation

SCOUR OF A BED DUE TO A VERTICAL PLANE WATER JET

Στην παρούσα εργασία μελετάται η χρονική εξέλιξη της γεωμετρικής μορφής της κοιλότητας που σχηματίζεται, λόγω διάβρωσης, κατά την πρόσκρουση μιας κατακόρυφης επίπεδης δέσμης νερού πάνω σε μια αμμώδη κοίτη. Συγκεκριμένα, εξάγονται μαθηματικές σχέσεις ανάμεσα στο βάθος διάβρωσης αφενός και σε παραμέτρους της ροής και της κοίτης αφετέρου για διάφορες φάσεις. Ιδιαίτερη έμφαση δίδεται στη λεγόμενη κατάσταση ισορροπίας, κατά την οποία επιτυγχάνεται το μέγιστο βάθος διάβρωσης.ln this work, the time evolution of the scour hole shape due to the impingement of a vertical plane jet on a sand bed is studied. Mathematical relationships between the scour depth on the one hand and flow and bed parameters on the other hand are developed for different time phases. Particular emphasis is given to the so-called equilibrium state characterized by the attainment of the maximum scour depth

COMPUTATION OF HYDROGRAPH AND SEDIMENT GRAPH FOR A FLOOD EVENT

Σ' αυτήν την εργασία περιγράφεται ο υπολογισμός του υδρογραφήματος και του στερεογραφήματος στην έξοδο της λεκάνης απορροής του ποταμού Κόσυνθου, λόγω του πλημμυρικού γεγονότος της 30 Νοεμβρίου 1996. Η έκταση της εν λόγω λεκάνης απορροής, στην έξοδο της οποίας βρίσκεται η πόλη της Ξάνθης, ανέρχεται περίπου σε 235 km2. Για τον υπολογισμό του υδρογραφήματος χρησιμοποιείται ένα μαθηματικό υδρολογικό μοντέλο, ενώ για τον υπολογισμό του στερεογραφήματος χρησιμοποιείται, πέραν του υδρολογικό μοντέλου, ένα μαθηματικό μοντέλο εδαφικής διάβρωσης και ένα μαθηματικό μοντέλο μεταφοράς φερτών υλών σε υδατορρεύματα. Η εφαρμογή των ως άνω μοντέλων αναφέρεται σε δυο περιπτώσεις: (α) η λεκάνη απορροής διαιρείται σε δέκα (10) φυσικές υπολεκάνες και (β) η λεκάνη απορροής θεωρείται ενιαία.In this study, the process for the computation of the hydrograph and the sediment graph, due to the flood event of 30 November 1996, at the outlet of Kossynthos River basin is described. The basin area is about 235 km2, while the city of Xanthi is located at the basin outlet. For the computation of the hydrograph a mathematical hydrologic model is used, while for the computation of the sediment graph, apart from the hydrologic model, a mathematical soil erosion model and a mathematical sediment transport model for streams are used. The application of the above models refers to two cases: (a) the basin is subdivided into ten (10) natural sub-basins and (b) the basin is considered to be a unity