Pohyb dnových splavenin v otevřených korytech - vliv různozrnnosti

Abstract

Práce se zabývá intenzivním chodem dnového sedimentu v otevřených korytech. Kromě teoretické práce je výzkum založen i na práci experimentální, opírající se o měření chování proudění směsi sedimentu a vody ve sklopném žlabu Vodohospodářské laboratoře Fakulty stavební ČVUT v Praze. Pomocí experimentů bylo identifikováno a popsáno rozdílné chování proudění při běžném a intenzivním chodu dnového sedimentu. Práce se zabývá zejména vlivem různozrnnosti dnového sedimentu na jeho transport, přičemž se zaměřuje na dvoufrakční (bimodální) směsi dnových sedimentů. Součástí analýzy proudění s chodem sedimentu je studium vnitřní struktury proudu včetně rozboru experimentálně získaných rychlostních profilů a rozboru videozáznamů proudění směsi za účelem identifikace bodového rozdělení poměru frakcí po hloubce proudu. Dále byl vytvořen matematický model třídění částic popisující proudění směsi s lineárním koncentračním profilem. Model je sestaven na základech kinetické teorie srážení částic. U tohoto modelu byl stanoven možný rozsah použitelnosti jednotlivých parametrů.

This work deals with intense transport of bedload sediment in open channels. It has a theoretical part and an experimental part. Experimental work studies behavior of sediment-laden flow in a tilting flume in the Water Engineering Laboratory of Faculty of Civil Engineering of Czech Technical University in Prague. The experiments identified differences in flows carrying bedload sediment under the conditions of weak transport and intense transport, respectively. Primarily, the work deals with an influence of grain size distribution on intense transport of bedload and focuses on intense transport of bimodal bedloads. An analysis of sediment-laden flow includes an internal structure of the flow with experimentally determined distribution of local velocity and distribution of local proportion of individual fractions in the bimodal sediment flow. Furthermore, a mathematical model is developed for a prediction of vertical sorting of fractions of bimodal bedload in flow with a linear distribution of solids across the flow depth. The model is based on kinetic theory of granular flow. Testing of the model revealed ranges of values of model input parameters for which the model can be used to predict the sorting.