Morphology of river channels, measurements, modelling and prognosis of fluvial processes

Celem niniejszej pracy jest analiza stabilności przepływu w korycie prostoliniowym, przeprowadzona na podstawie dwuwymiarowego w planie modelu ustalonego, niejednostajnego ruchu wody i rumowiska w korycie z dnem rozmywalnym. W pracy przedstawiono porównanie topografii dna obliczonej na modelu matematycznym z wynikami pomiarów w naturalnym korycie rzeki Warty. Ponadto określono równanie opisujące naturalną krzywiznę zakoli rzecznych oraz opisano metody obliczania minimalnego promienia krzywizny na wierzchołku łuku oraz optymalnej długości łuku. Wymienione wyżej metody obliczania topografii dna i wyznaczania parametrów koryta w układzie poziomym rzeki wynikają z analitycznego rozwiązania dwuwymiarowego w planie modelu matematycznego, opisującego ruch wody i rumowiska w krzywoliniowych korytach naturalnych.In this paper the two-dimensional depth-averaged momentum and continuity equations for steady shallow flow and sediment transport are described. This two-dimensional model is used to study of the bed deformation in alluvial channels. The perturbation of mean values in the cross-section of hydraulic flow parameters is determined by the periodic function which describes the non-uniform but steady flow. The function of this type allows the investigation of the flow stability in both: the straight and the curvilinear cannels. For these channels bed topography and horizontal distribution of depth-averaged velocity in longitudinal direction can be computed from exponential-periodic solution of the momentum and continuity equations. Bed topography computed from this solution is compared with bed topography of two bends in the Warta River. It was found that this solution is in good agreement with the measured bed topography in the river. It is also found that the cosine-generated curve is the natural curvature of the river meanders. Two equations for the calculation of the minimum value of meander curvature at the apex and the optimal length of bend are also presented in the paper

The horizontal configuration of Prosna river bends description with cosinegenerated curve

W artykule przedstawiono ogólną charakterystykę krzywej cosinusoidalnej, jej równanie, przebieg krzywej i jej krzywizny. Przedstawiono metodykę wyznaczania parametrów łuków (wartości promienia minimalnego oraz długości łuku) opisujących istniejące zakola rzeki w układzie współrzędnych geodezyjnych mapy. Opracowaną metodykę wykorzystano do opisu układu poziomego zakoli odcinka rzeki Prosny od km 94+330 do km 93+660, znajdującego się bezpośrednio poniżej projektowanej zapory czołowej planowanego zbiornika wodnego Wielowieś-Klasztorna. Na podstawie znajomości parametrów zakoli przeprowadzono obliczenia topografii dna badanego odcinka rzeki, których wyniki porównano z wynikami pomiarów terenowych. Efektem obliczeń i pomiarów terenowych jest zależność układu pionowego od układu poziomego naturalnego koryta Prosny na długości badanych zakoli. Analiza wyników pozwoliła stwierdzić, że obliczony układ dna dobrze odwzorowuje pomierzony w naturze kształt koryta oraz, że łuki uzyskane dla badanego odcinka rzeki Prosny odpowiadają rzeczywistemu obrazowi układu poziomego zakoli rzeki.This article presents characteristic of cosinegenerated curve, its equation, shape and curvature. It presents the methodology of curve parameters (minimum radius and curve length) setting witch describe real river bends in map’s co-ordinates. The methodology was used for describing horizontal configuration of river bends down Prosna river section form 94+330 km to 93+660 km located below designed Wielowieś-Klasztorna water reservoir. On the basis of bends parameters numerical modeling of bed topography was made. Results of modeling were compare with results of in situ surveys. The result of model calculations and in situ surveys is horizontal and vertical configuration dependence down investigate river bends. On the basis of surveys results it was set that the calculated river bed topography describes real bed topography in a good way. It was also set that calculated curves corresponds with configuration of river bends

The erosion process downstream the Jeziorsko reservoir on the Warta River

This paper is devoted to the erosion process downstream the Jeziorsko reservoir on Warta river. It presents a short characteristic of Jeziorsko reservoir and water management and also hydrologic characteristic of Warta River. Results of measurements in situ in the period 1975–2007 are presented. River bottom levels and water levels in cross sections were measured. The characteristic of river bottom material is presented. Results of measurements before the construction of the reservoir are compared with of investigations results during reservoir operating time. The erosion process downstream the Jeziorsko reservoir causes the decrease of bottom and water levels in Warta River. The grain size of the river bed material increase because of the erosion process. To counteract the erosion process two sills were designed and realized. The impact of sills on of erosion process conditions in Warta River bed is presented in this article

Model analityczny rozkładu prędkości i szorstkości hydraulicznej przy przepływach w korytach i dolinach rzecznych porośniętych roślinnością

W pracy przedstawiono, wyznaczone z bilansu sił, nowe rozwiązanie analityczne pionowego rozkładu prędkości i szorstkości hydraulicznej z roślinnością zatopioną i nie zatopioną. Dla tego rodzaju roślinności opracowano różne modele turbulencji. Wymienione rozwiązanie analityczne opisuje przepływ wody przez roślinność o różnej strukturze gęstości jej elementów w kilku warstwach. Przeprowadzone obliczenia prędkości wykazują bardzo dobrą zgodność z wynikami pomiarów w warunkach koryta naturalnego rzeki Warty oraz z wynikami pomiarów w korytach hydraulicznych. Stwarza to potencjalną możliwość szerokiego zastosowania prezentowanego rozwiązania w praktyce inżynierskiej