hrvatski

Strujanje u otvorenim koritima

U ovom radu opisani su osnovni elementi i fizikalni procesi unutar područja Hidraulike otvorenih tokova. Zbog ograničenosti radnje i širokog raspona teme nastojalo se opisati najvažnije pojmove kao što je podjela tečenja u koritima, hidrotehničke građevine u koritima, pojave te primjena korita u prirodnom okruženju. Naglasak je dan na tečenju u koritima, kao i hidrotehničkim građevinama izgrađenim u samom koritu radi ublaživanja pojava kod tečenja, kao elementima koje bi budući inženjer koji će se baviti „vodom“ trebao znati. Riješen je i praktični primjer vezan uz zadanu temu kojim je dana ovisnost promjene režima tečenja i geometrije praktičnog preljeva krivoliniskog obrisa. Dani su grafički primjeri ovisnosti pojedinih parametara o promjeni jednog parametra uz pretpostavku da su drugi parametri konstantni. Iz tih grafova možemo lako zaključiti i vidjeti kako se pojedini parametar mijenja. Na primjer, spregnute dubine (prva i druga) porastom protoka Q rastu, kao i duljina i dubina bučnice, dok promjena visine preljevnog praga utječe na spregnute dubine tako da prva raste povećanjem visine preljevnog praga dok druga opada, dok duljina i dubina bučnice rastu porastom visine preljevnog praga. Utjecaj pojedinih parametara na duljinu i dubinu bučnice bitni su kod dimenzioniranja same konstrukcije bučnice. Naime, bučnica služi za odbacivanje ili uništenje energije, te ju treba dobro izdimenzionirati jer se sva energija duž usporednog toka treba potrošiti na malom prostoru nizvodno od preljeva (brane). Velika važnost se posvećuje i oblaganju bučnice. Naime, bučnicu treba obložiti betonom (kamenom u betonu), nasmiju se ostavljati otvori između ploča bučnice, oprezno armirati i betonirati sa ciljem izbjegavanja pojave pukotina pri izvođenju i uporabi objekta. U bučnicama može doći i do pojave abrazije ukoliko se u njoj nalazi vučeni nanos koji je tamo dospio temeljnim ispustom. Pošto je neekonomično umiriti svu energiju u bučnici, dio neuništene energije djeluje i nizvodno od bučnice, pa je i tu potrebno zaštititi dno vodotoka neposredno iza bučnice te tako spriječiti pojavu erozije iza bučnice. Kao zaštita od podlokavanja unutar bučnice koristi se kamena obloga (tkz. rip- rap), gabioni, žičani jastuci i slično. Temeljna ploča se ponekad sidri duboko u stijenu (brana Grančerevo), a nekad se za zaštitu od uzgona primjenjuje i drenaža sa crpnim postrojenjem (brana Mratinje). Uz bučnicu se još veže i promjena oblika slobodne vodne površine pri prijelazu iz silovitog u mirni tok, a ta pojava naziva se još i vodni skok. Vodni skok se pojavljuje u 3 oblika: potopljeni vodni skok, odbačeni vodni skok i kritično stanje koje je ujedno i prijelazni oblik između prva dva vodna skoka. Inženjeri u praksi teže potopljenom vodnom skoku, jer je tada moguće ostvariti kompaktniju građevinu dok su odbačeni vodni skok i kritično stanje nepoželjni. U slučaju da je vodni skok na bučnici odbačen, radi njegovog potapanja, a time i disipacije energije, potrebno je povećati dubinu slapišta izgradnjom bučnice, podizanjem udarnog zida ili praga ili kombinacijom bučnice i udarnog zida. Slapišta spadaju u najsloženije hidrotehničke građevine kako u pogledu hidrauličkih problema koje treba riješiti projektom tako i u pogledu statičke i dinamičke stabilnosti tijekom vremena. Parametri bučnice moraju se utvrditi na hidrauličkim modelima u laboratoriju koja su neophodna kako bi se izabralo najracionalnije rješenje. U hidrotehničkoj praksi za stvaranje hidrauličkih otpora silovitom tečenju u brzotocima, ponekad se izvode umjetne prepreke (poprečni ravni ili izlomljeni pragovi po cijeloj dužini brzotoka ili naizmjenično kratka rebra). Na takvim brzotocima s povećanjem hrapavosti (stvorenom na umjetni način) nastaje manje burno tečenje pa dužina slapišta može biti manja.

Stacionarno strujanje, jednoliko strujanje, Chezyjeva formula, nejednoliko strujanje, hidraulički skok, specifična energija presjeka, preljevi, slapišta, kaskade, analiza hidrauličkih parametara na preljevu praktičnog profila krivolinijskog obrisa

Završni rad (Sveučilišni preddiplomski studij), mentor na radu