Turbulent kinetic energy of water in a compound channel

Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW
Land Reclamation No 43 (2), 2011: 193–205
(Ann. Warsaw Univ. of Life Sci. – SGGW, Land Reclam. 43 (2), 2011)

Turbulent kinetic energy of water in a compound channel

ADAM PAWEŁ KOZIOŁ
Department of Hydraulic Engineering, Warsaw University of Life Sciences – SGGW

Abstract: The aim of the experimental research was the determination of water turbulent kinetic energy changes in a compound channel without and with rigid, emergent, vegetation existing on floodplains. Two tests for two various roughness of floodplains were realized. In the first test the surface of the main channel bed was smooth and made of concrete whereas the floodplains and sloping banks were covered by cement mortar composed with terrazzo. In the second test the covering of the floodplains was left as in the first test but additionally emergent vegetation (trees) growing on the floodplains were modeled by aluminium pipes. Instantaneous velocities were measured with use of a three-component acoustic Doppler velocity meter (ADV). The infl uence of trees, located on floodplains, on the distributions of turbulent kinetic energy in the main channel and on the floodplains were presented. The distributions of turbulent kinetic energy at different water depths were described by regression equations. Vertical distributions of turbulent kinetic energy on the floodplains and over the banks of the main channel were divided into three zones. Over the bottom of the main channel, four zones were determined, containing the middle zone of the flow field divided into two zones of different trends.

Key words: compound channel, turbulent kinetic energy, vegetation, floodplains

Streszczenie: Turbulentna energia kinetyczna strumienia wody w korycie o złożonym przekroju poprzecznym. Celem badań eksperymentalnych było wyznaczenie zmian turbulentnej energii kinetycznej strumienia wody w korycie o złożonym przekroju poprzecznym, bez sztywnej i ze sztywną niezanurzoną roślinnością znajdującą się na terenach zalewowych. Wykonano dwa doświadczenia dla dwóch różnych wariantów chropowatości powierzchni terenów zalewowych. W pierwszym doświadczeniu powierzchnia dna koryta głównego była gładka, a skarpy koryta głównego i tereny zalewowe pokryte były lastryko na zaprawie cementowej. W drugim doświadczeniu dodatkowo na terenach zalewowych rozmieszczono roślinność wysoką (drzewa), którą zmodelowano aluminiowymi rurkami. Pomiar trzech składowych chwilowych prędkości wykonywano sondą akustyczno-dopplerowską ADV. Przedstawiono wpływ drzew z terenów zalewowych na rozkłady turbulentnej energii kinetycznej w korycie głównym i na terenach zalewowych. Rozkłady turbulentnej energii kinetycznej w funkcji głębokości opisano równaniami regresji. Rozkłady turbulentnej energii kinetycznej w pionie na terenach zalewowych i nad skarpami koryta głównego podzielono na trzy strefy, natomiast nad dnem koryta głównego wydzielono cztery strefy, przy czym w strefie środkowej pola przepływu są dwie strefy o różnych trendach.

Please use the following format to cite the selected article:
KOZIOŁ A.P. 2011. Turbulent kinetic energy of water in a compound channel. Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW. Land Reclamation 43 (2): 193–205

Author’s address:
Adam P. Kozioł
Katedra Inżynierii Wodnej
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego
ul. Nowoursynowska 166
02-787 Warszawa, Poland
e-mail: adam_koziol@sggw.pl
KOZIOŁ A.P. 2011. Turbulent kinetic energy of water in a compound channel

 

10.2478/v10060-011-0055-z