Rečni nanos

KLASIFIKACIJA REČNOG NANOSA PREMA NAČINU TRANSPORTA

LEBDEĆI – (SUSPENDOVANI) NANOS – pronosi se u celom poprečnom profilu toka u suspendovanom stanju

VUČENI NANOS – kreće se pri dnu korita, kotrljanjem i skakutanjem, sa periodima mirovanja i periodima kretanja pojedinih čestica

Jasna granica između ova dva vida kretanja rečnog nanosa ne postoji.

Istovremeno se kretanjem finih čestica u lebdećem nanosu kreće i nanos pri dnu. Sa povećanjem brzine toka u suspenziji, pojedine frakcije materijala sa rečnog dna se podižu čime se povećava količina i krupnoća lebdećeg nanosa.

Oblutci i šljunak – uvek se transportuju kao vučeni nanos

Pesak – uz zavisnosti od brzine toka može se kretati kao lebdeći ili kao vučeni nanos

Glina i ilovača – isključivo se transportuje u vidu lebdećeg nanosa.

Lebde} i nanosVu~eni nanos

Talo`enje

AB

10

10

5

5

2

2Pre~nik zrna (mm)

Brz

ina

(m/s

)

1

1

0.5

0.5

0.2

0.2

0.1

0.1

0.05

0.05

0.02

0.020.01

0.01

Režim transporta i taloženja nanosa u turbulentnom toku

Proticaj nanosa

PROTICAJ NANOSA – količina nanosa, suspendovanog ili vučenog, koji biva pronešen kroz posmatrani poprečni presek vodotoka u jedinici vremena (kg/sec). Sumarni protok nanosa (za dan, mesec, sezonu ili godinu) izražava se obično u tonama

Granulometrijska krivaPredstavlja zavisnost između krupnoće (veličine pojedinih zrna) i zastupljenosti pojedinih frakcija zrna. Zastupljenost se određuje prosejavanjem kroz sita za krupnije čestice (d>0.063)za sitnije (d < 0.063 mm) po jednoj od metoda koje se baziraju na principu taloženja čestica u mirnoj vodi. Za krupniji vučeni nanos prečnici zrna se izražavaju u mm. Za finiji (suspendovani) nanos prečnik zrna se izražava pomoću tzv. “hidrauličke krupnoće” tj. brzine padanja zrna u mirnoj vodi.

Sita za prosejavanje

Sita

Vibrator

Granulometrijska kriva

010

2030405060

708090100

0 1 0.2 0.1 0.020.01 0.0020102030 Pr

ocen

at d

<d i

Proc

enat

d>d

i

405060708090

100Pra{ inaPesak

Pre~nik zrna d (mm)

Karakteristični prečnici zrna

Karakteristični prečnici zrna se definišu na razne načine

d35 (35% težine nanosa je < od d35)d50

d90

∑∑ ⋅

=pdp

dsr ΔΔ

gde je Δp – procenat zastupljenosti između uzetih prečnika zrna d sa granulometrijske krive

Koncentracija nanosa

KONCENTRACIJA NANOSA (MUTNOĆA VODE) – je količina suspendovanog materijala (izražena obično težinom) u jedinici zapremine vode (gr/l ili kg/m3

C (kg/m3)Odnos vučenog i lebdećeg nanosa –kod ravničarskih tokova približan je 6-8 %

Proticaj nanosa

QCP m ⋅=

Gde je: Cm – koncentracije (kg/m3) , Q proticaj vode (m3/s)

Merenje nanosa

Pribori za zahvatanje uzorka suspendovanog nanosa

Instrumenti za zahvatanje uzoraka vode – hvatači

Hvatači sa trenutnim hvatanjem uzoraka vodeHvatači sa laganim punjenjem

Hvatač sa bocom

Vakum batometar Instituta za vodoprivredu “Jaroslav Černi”

1

23

4

1 Komora za zahvatanje uzorka zapremine 10-40 l2 Komora za pra`njenje dovodnog creva3 i 4 Vakum pumpa

Hvatač – integrator domaće proizvodnje

512250

130

160

92

Uzorkovanje nanosa• Uzorci suspendovanog nanosa zahvataju se u sklopu

hidrometrijskih merenja na reci, pri čemu se uzorcizahvataju u svim onim tačkama u pojedinim mernimvertikalama u kojima se mere brzine vode. U vezi saovim moraju biti zadoviljeni sledeći uslovi:

uređaj-batometar mora biti hidraulički oblikovan, kako bi što je moguće manje remetio strujnu sliku;brzina zahvatanja uzoraka vode mora biti jednaka brzini tokau mernoj tački, jer se u protivnom ne dobija reprezentativniuzorak u pogledu granulometrijskog sastavavreme zahvatanja uzoraka mora garantovatireprezentativnost zahvaćenog uzorka, i,zapremina uzorka mora biti dovoljna za obavljanje svihneophodnih analiza.

Uređaji za zahvatanje uzorka sa rečnog dna

Glavni kontrateg

^ eli~na ` ica za podizanjepoklopca

Drvena drska

b)

a) c)

a) grajfer; b) lopata; c) uređaj za zahvatanje sitnozrnog materijala iz dna

Šematski prikaz hvatača vučenog nanosa

Zidovi od lima @i~ana mre`a

Prikaz načina merenjavučenog nanosa

5

1

46

8

3

7

2

1-ponton (dva pontona istih dimenzija su spojena platformom); 2-koturača na nosećem užetu; 3-motka sa čekrkom kojom se uže

(6) potiskuje ka dnu; 4-hvatač vučenog nanosa koji se spušta u vodupomoću dizalice (5); 7-koturača za uže (6); 8-čekrk za zatezanje užeta (6)

Šematski prikaz rečnog korita sadijagramom jediničnog pronosa nanosa

gs1

gs2

gs3

gs4 gs5

gs6

g = g(B)s

gs

(kp/

sm)

B (m)

Šematski prikaz putovanjapeščanih dina u rečnom toku

t = t0

t = t1

ΔXi

ΔXi+1

OSMATRANJE REŽIMA LEDA NA REKAMA

OSMATRANJE REŽIMA LEDA NA REKAMA

Osmatranje i proučavanje leda na rečnim tokovima ima praktičan značaj iz razloga što led:

Onemogućuje plovidbuPovećava nivoe (zakrčuje proticajni profil reke)Oštećuje nasipe, obaloutvrde i druge objekte na rekamaNagomilavanjem leda stvaraju se veće zapreke i uzrokuje poplave u periodima kada proticaji nisu toliko veliki da bi izavali poplave.

Ledohod i ledostoj

Pod pojmom "ledohod" označava se kretanje santi, različite velićine i debljine, krozrečni profil, različite gustine i oblika kretanja(mirno ili siloviti). Pod terminom "ledostaj" podrazumeva se svaki led koji stoji na nekom mestu u reci, bez obzira da li se radi o kompaktnom leduujednačene debljine na relativno mirnimdeonicama, ili o zaustavljenom ledohodu.

Kriva proticaja

ZAVISNOST IZMEĐU VODOSTAJA I PROTICAJA

Teorijska osnova

Jednačina kretanja vode u otvorenim tokovima – Šezijeva jednačina

21321 /o

/ IRn

Q ⋅⋅⋅= ω

Gde jeQ - proticaj (m3/s)ω - površina poprečnog preseka (m3)R=ω/χ - hidraulički radijus (m)χ - okvačeni obim (m)Io - pad vodnog ogledala (‰)n - koeficijent otpora

Za stabilno – nepromenjeno korito važi sledeća zavisnost

)H(ωω =

)H(χχ =

Pa je

)H(RR ==χω

I kako je n = const (n = n(H)) i I = const sledi da je

Q = Q(H)Jednoznačna zavisnost između vodostaja i proticaja(kriva proticaja)

Za stabilno – nepromenjeno korito važi

)H(ωω = )H(χχ =

Pa samim tim je i radijus dejstva

)H(RR ==χω

Kako je n = const (n = n(H)) i I = const sledi da je

Q = Q(H)

Odnosno zavisnost između vodostaja i proticaja jejednoznačna

Kriva proticaja

Omogućava da se na osnovu registrovanih vodostaja odrede proticajitj. da se nivogram H(t), preko krive proticaja Q=Q(H) preslika u hidrogramQ(t)

KONSTRUKCIJA KRIVE PROTICAJA – GRAFIČKA METODA

Prvo se konstruišu krive ω=ω(H) i v=v(H) povlačenjem krive kroz težište nanetih tačaka.

Zatim se pristupa konstrukciji krive proticaja povlačenjem krive kroz središte tačaka merenja na istovremeno strogo poštovanje pravila da pri stvarnom vodostaju bude Q = ω·v, pri čemu se za svaki dati vodostaj ω i v očitavaju sa krivih ω=ω(H) i v=v(H).

H

H

ΔQ

Q = Q(H)0ω ω = (h)

Oi

APS Hmin

V = V(H)

APS Hmax

QQ

ωV

Dozvoljene greškeZa brzine Δv·100/v ≤ 3-4 %

Za površine Δω·100/ω ≤ 2-3 %

Za proticaj ΔQ·100/Q ≤ 7 %

ANALITIČKI OBLIK KRIVE

Kvadratna parabola

Stepena funkcija

Eksponencijalna funkcija

2cHbHaQ ++=

bo )HH(aQ +=

bHaeQ =Pri čemu su a, b i c nepoznati koeficijenti koji se određuju po metodi najmanjih kvadrata a iz uslova

APS Hmax

APS Hmin

Q = a(H+b)e

Q = aH + bH + c2

Grafi~ki odredjenakriva protoka

H

Q