Splaveniny. = tuhé částice přemísťované vodou anorganický původ organický původ různého tvaru a velikosti

Transkript

1 SPLAVENINY

2 Splaveniny = tuhé částice přemísťované vodou anorganický původ organický původ různého tvaru a velikosti Vznik splavenin plošná eroze (voda, vítr) a geologické vlastnosti svahů (sklon, příp. materiál) eroze toku hydraulické parametry koryta sklon, rychlosti, hloubka toku a jeho vodnost - geologické vlastnosti hlavně materiál koryta

3 G A. i a i intenzita deště [mm/min] Množství splavenin G z plošné eroze a parametr stanovený empiricky (0,7 2,2) A součinitel zohledňující ostatní vlivy G B. I b I sklon svahu odtokový součinitel ψ O F Hs odteklé množství G C. L c L délka svahu odtokový součinitel, kontakt s materiálem podloží Erozně kritický déšť - empirický vzorec H s t 4 5 při dané době trvání musí mít déšťurčitý minimální úhrn, aby způsobil erozi

4 Splaveniny = souhrnně všechny tuhé částice přemisťované vodou dnové splaveniny plaveniny v závislosti na rychlosti proudění Nejdůležitější vlastnosti splavenin velikost měrná hmotnost tvar rozměry a,b,c protáhlost/kulovitost destičky sféroidy jehličky plátky usazovací rychlost pevnost a nasákavost smáčecí schopnosti koagulační schopnosti rozdělení zrnitosti sítová analýza

5 Charakterizace splavenin Pro určení velikosti splavenin se používá tzv. sítový průměr d s střední šířka nejmenšího otvoru síta, kterým ještě částice může projít sítová analýza křivka zrnitosti částic splavenin složení směsi splavenin d e d x d osa x sítový průměr osa y kolik procent splavenin z celkové hmotnosti vzorku je menší než daný sítový průměr i p p d 60 / d 10 i i průměr efektivního zrna číslo nestejnorodosti vzorku d x < 5 stejnozrnný materiál 5 d x 15 středně nestejnozrnný d x > 15 nestejnozrnný materiál

6 Hrubé splaveniny sítový průměr částic balvany velmi velké 2-4 m malé 0,25-0,5 m oblázky velké mm malé mm štěrk velmi hrubý mm velmi jemný 2-4 mm písek velmi hrubý 1-2 mm velmi jemný 0,062-0,125 mm Jemné splaveniny sítový průměr částic prach hrubý µm velmi jemný 4-8 µm jíl hrubý 2-4 µm velmi jemný 0,24-0,5 µm

7 Měrná hmotnost splavenin ρ P (přirozená štěrkopísková směs) 2,65 P H 2O Usazovací rychlost plavenin w [m/s] w = f (μ, ρ, ρ p, d, α, g) Re v s d pro rozlišení proudění laminární x turbulentní v s rychlost proudění kapaliny klidná voda laminární pohyb Re < 1 d µm STOKES w P g d 18 2 turbulentní pohyb - Re > 200 NEWTON 8 g w 3 P r k 1/ 2 k odporový součinitel r poloměr částice přechodná oblast mnoho různých vzorců Re 1-200

8 Výpočet zanášení nádrže T W p W m 1 W p R o 31, T průměrná doba zanesení (roky) W m mrtvý objem nádrže (m 3 ) - část prostoru pod úrovní spodních výpustí W p průměrný objem plavenin za rok (m 3 ) δ - koeficient - plaveniny proteklé / plaveniny přiteklé (pro rovinné toky 0,3 0,4) R 0 -střední roční průtok plavenin (kg/s) β - hustota usazeného materiálu (t/m 3 ) Čím víc z přiteklých splavenin nádrží proteče (míň se usadí), tím bude větší δ, menší Wp a tudíž větší doba T, déle se bude nádrž zanášet. A naopak.

9 Výpočet zanášení nádrže W 0 - maximální (limitní) objem nánosů W t - objem nádrže, který se nezanese od počátku zanášení až po dobu t k zanesení nádrže dojde, když R i W 0 R i - množství splavenin uložených za období t R i - množství splavenin uložených v i-tém roce

10 Měření a určení množství splavenin Kalnost C [kg/m 3 ] hmotnost plavenin / objem vzorku Koncentrace C v [1] objem plavenin/objem vzorku Analýza kalnosti odběr ve svislicích přímé měření nebo odběr a měření v laboratoři (hmotnost po vysušení 105 C, ev. sítová analýza ZŽ při 600 C podíl organických plavenin) - 5ti bodová analýza u dna, 0,2H, 0,6H, 0,8H, u hladiny - 2 bodová 0,2H a 0,8H - 1 bodová 0,6H - graficky zjistíme střední hodnotu kalnosti ve svislici c s

11 Měření a určení množství splavenin Průtok plavenin ve svislici q P c u V celém profilu P Bh h 0 c u dy dy db Průtok splavenin ve svislici Průtok plavenin v průtočném průřezu Q Q q p i P B Průměrná kalnost v průtočném průřezu B c c si s u u si s h i h i b i q P db c kalnost v bodě svislice u bodová rychlost vody c.u průtok plavenin v bodě svislice adekvátní vyhodnocení průtoku podle Harlachera průměrná kalnost a rychlost proudění ve svislici (střední svislicová rychlost proudění a kalnost) Q p C Q průtok vody

12 Vakuový batometr GR-61 Poljakovova turbidisonda

13

14 Q Měření a určení množství dnových splavenin Měření batometry lapáky Pro každé místo lapače v dané vertikále profilu toku vyhodnotíme průtok dnových splavenin q d spl m 100 t B Celkový průtok dnových splavenin d spl Q Q spl spl q1,001 2 n 1 B 0 q spl d i q b d q i spl db b q... objemový průtok m hmotnost dnových splavenin v dané vertikále profilu toku (g) t doba zachytávání materiálu přístrojem(s) B šířka vstupního otvoru přístroje (cm) hmotnostní průtok Průměrné průtoky denní, měsíční, roční q b 1 2 n1 n 0 b0 1 n1 2 2 q q n 2 b n q i q n elementární průtoky dnových splavenin v i-té vertikále b i b n-1 odlehlosti mezi příslušnými vertikálami b 0, b n odlehlosti mezi krajními vertikálami a břehem

15

16

17

18