Hydraulika koryt otwartych

Najczęściej spotykane w przyrodzie przepływy wody są przepływami ze swobodnym układem zwierciadła. Umiejętność opisu zjawiska przepływu wody w ruchu ustalonym i nieustalonym, w ruchu nad- lub pod-krytycznym jest nieodzowna do wyznaczania przepustowości koryt i dolin rzecznych, kształtowaniu się oporów ruchu, wyznaczaniu warunków stabilności dna lub interpretacji wyników modelowaniu numerycznego dynamiki cieczy.

Treść programu obejmuje przepływy w korytach otwartych (cieki naturalne, sztuczne kanały, rzeki). W pierwszej części omawiane są rodzaje ruchu wody w korytach otwartych, kształtowanie się oporów ruchu oraz obliczanie przepustowości koryt naturalnych w różnych okresach wegetacji i warunkach utrzymania. Jako kolejne analizowane są wyniki obliczeń dynamiki cieczy w modelach jednowymiarowych.

Wykłady:

Definicje i pojęcia, ruch ustalony i nieustalony, prawo ciągłości ruchu cieczy, opory ruchu.

Ruch laminarny i turbulentny w korytach otwartych, równanie Bernoulliego dla cieczy idealnej i rzeczywistej, ruch podkrytyczny, krytyczny i nadkrytyczny.

Obliczanie przepustowości koryt naturalnych, przekroje wielodzielne, przekrój hydraulicznie najkorzystniejszy.

Wolnozmienny ustalony przepływ w korycie, badanie przebiegu krzywej zwierciadła wody, szybkozmienny przepływ w korycie, odskok hydrauliczny.

Ćwiczenia:

Obliczenie przepustowości odcinka cieku w różnych warunkach utrzymania koryta – metoda kolejnych przybliżeń na podstawie wyników pomiarów terenowych.

1. Kubrak J.,1998, Hydraulika techniczna, Wyd. SGGW, Warszawa,

2. Lewandowski J.B., 2006, Mechanika płynów, AR w Poznaniu,

3. Szymkiewicz R., 2000, Modelowanie matematyczne przepływów w rzekach i kanałach, Wyd. Nauk. PWN.

Uzupełniająca:

4. Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., 2001, Mechanika płynów w inżynierii środowiska, WNT, Warszawa

5. Książek L., materiał dydaktyczny www.matrix.ar.krakow.pl/~lksiazek

Student zna i rozumie prawa i zjawiska związane z ruchem wody w korytach otwartych, parametry hydrauliczne potrzebne w praktyce inżynierskiej związane z bezpiecznym przepuszczeniem fali powodziowej, zasady zaprojektowania parametrów budowli hydrotechnicznych, potrafi obliczyć parametry przepływu wody oraz opory ruchu w korytach otwartych, obliczyć podstawowe parametry budowli hydrotechnicznych oraz układ zwierciadła na długości cieku, obliczyć przepływ wody w przekroju poprzecznym w zależności od okresu wegetacyjnego z zastosowaniem różnych metod obliczania szorstkości zastępczej i przeprowadzić obliczenia w kilku wariantach, wykazuje znajomość słabych i mocnych stron przyjętych metod obliczeniowych oraz potrafi pracować w zespole.

Wykłady:

Egzamin ograniczony czasowo; na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 55% prawidłowych odpowiedzi; udział oceny z zaliczenia wykładów w ocenie końcowej wynosi 50%.

Ćwiczenia:

Wykonanie projektu; na ocenę pozytywną należy prawidłowo wykonać projekt, odpowiedzieć na kilka pytań dotyczących jego wykonania; udział oceny z zaliczenia ćwiczeń projektowych w ocenie końcowej wynosi 50%.

-