Naslov
Prilog modeliranju morfodinamičkih procesa u prirodnim vodotocima
(Contribution to the modelling of morphodynamic processes in natural watercourses)

Autori
Bekić, Damir

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Građevinski fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
23.04

Godina
2009

Stranica
124

Mentor
Kuspilić, Neven

Ključne riječi
prirodna korita; ADCP; brzina posmika; turbulencija
(natural watercourses; ADCP; shear velocity; turbulence)

Sažetak
Predmet rada je istraživanje morfodinamičkih procesa u aluvijalnom vodotoku. Uvodno je definiran osnovni problem, te je dano tumačenje predmeta i cilja istraživanja. Prva hipoteza rada je da tradicionalni postupci određivanja graničnog posmičnog naprezanja i granične brzine, koji su razvijeni na prizmatičnim koritima pri jednolikom stacionarnom režimu toka, nisu dovoljno pouzdani za prognozu morfoloških promjena kod prirodnih korita. Druga hipoteza je da globalni zakon procjene posmika na dnu ima ograničenja. Treća hipoteza rada je da je prostorno osrednjavanje vertikalnih profila brzina dobivenih akustičkim strujomjerom moguće provesti uz ograničeni broj susjednih vertikalnih profila. Četvrta hipoteza je da akustički strujomjeri omogućavaju stvaranje kvalitetne baze mjerenih podataka, temeljem koje je uz primjerenu tehnologiju moguće opisati morfodinamičke procese. U radu je dan sistematiziran pregled znanja s kritičkim osvrtom za četiri područja. Prikazana su teoretska razmatranja toka u otvorenim koritima, te postojeći teoretski i eksperimentalni modeli procjene posmika na dnu relevantni za turbulentni tok u otvorenim koritima. Dan je i pregled praktičnih znanja kod primjene akustičkog strujomjera kod prirodnih vodotoka, te konačno pregled znanja na području početnog pomaka i pronosa vučenog nanosa. U radu su prikazane metode korištene u istraživanju, gdje se daje opis predmeta i metodologije istraživanja, opis mjerne tehnike, opis načina odabira meritornih veličina, te opis načina prikupljanja i obrade prostornih i vremenskih serija profila brzina. Pri istraživanju obavljeno je niz serija terenskih mjerenja hidromorfoloških parametara na rijeci Dravi u periodu 2005-2008. Terenskim mjerenjima prikupljeni su podatci o protocima, profilima brzina, oblicima korita te vodnim razinama. Dodatno su za prostorno osrednjavanje profila brzina prikazani rezultati početne obrade prostornih serija, te je prikazana originalna metoda prostornog osrednjavanja korištena u daljem radu. Kao područje istraživanja odabran je prokop meandra na rijeci Dravi kod luke Osijek. Na starom koritu je u studenome 2005. godine na profilu izgrađena pregrada, čime staro korito postaje neaktivno. Na taj način stvoreni su uvjeti za daljnji razvoj korita prokopa, što bila prilika za praćenje prirodnog procesa razvoja korita. Obrađena su mjerenja karakteristika vučenog nanosa, protoka i vodnih razina, hidromorfoloških parametara, vremenskih serija brzina vode te prostornih serija brzina vodnih čestica. Nastavno je dana usporedna analiza brzine posmika prema različitim postupcima i ocjena pouzdanosti metoda morfodinamičkih procesa. Zaključuje se da metoda granične brzine nije pouzdana kod procjene morfoloških promjena progresivnih korita, dok je metoda graničnog posmičnog naprezanja relativno pouzdana. Najpouzdanijom pokazala se metoda određivanja hidrauličkog opterećenja preko posmika na dnu uslijed turbulentnih karakteristika toka. U radu je razrađena originalna metoda prostornog osrednjavanja profila brzina. Usporedbom vrijednosti hidrauličkih veličina dobivenih za različite veličine uzorka zaključuje se da broj od 100 vertikala dalje dovoljno velik uzorak za pouzdanu procjenu profila brzina i brzine posmika na dnu. Pokazuje se da se smanjenjem silovitosti toka smanjuju i vrijednosti turbulencije brzine. Analizom mjerenja utvrđeno je da se fluktuirajuće komponente mogu dovesti u odnos spram vremenski osrednjenih komponenata brzine. Iz relativnih odnosa u'/u, v'/v, w'/w zaključuje se da se povećanjem brzine smanjuje relativan iznos turbulencije kod svih komponenata, te se uočava jasan hiperbolički odnos relativne turbulencije kod sve tri komponente.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Građevinarstvo

POVEZANOST RADA