Reguliuotų upelių hidraulinio pralaidumo modeliavimas

Abstract

Straipsnyje pateiktas reguliuotų Pietryčių Lietuvos upelių, apaugusių sumedėjusia augalija, funkcionalumo (hidraulinio pralaidumo) modeliavimas ir galimybės planuoti reguliuotų upelių natūralizavimą. Sumedėjusios augalijos tyrimai atlikti Neries upės baseine. Įvertinus šiurkštumo įtaką Nemėžos upelio hidrauliniam pralaidumui nustatyta, kad tiriamajame ruože sumedėjusios augalijos tankumas kinta nuo 0,01 iki 0,68 vnt. m-2. Esant dabartiniam sumedėjusios augalijos tankumui hidrauliniais skaičiavimais nustatytas šiurkštumo koeficientas siekė 0,025-0,045. Esant natūriniais tyrimais įvertintam šiurkštumo koeficientui visuose tirtuose upelio ruožuose, kai pavasario potvynio debitas 10 % tikimybės, vandens išsiliejimo rodiklis teigiamas, vandens lygis vagoje (hV) visais atvejais mažesnis negu reguliuoto upelio gylis (hG). Anksčiau minėtame Nemėžos upelio ruože hidraulinio pralaidumo atsarga prarandama, kai šiurkštumo koeficientas pasiekia 0,080. Toliau didinant upelio ruožuose šiurkštumo koeficientą (0,081-0,135), kai pavasario potvynio debitas 10 % tikimybės, 8-iuose iš 23-jų ruožų vandens išsiliejimo rodiklis neigiamas, vagoje minimos tikimybės debitas netelpa. Padidinus šiurkštumo koeficientą iki 0,140, vanduo išsilieja 10-yje ruožų, padidinus iki 0,160 - 19-oje ruožų; kai šiurkštumo koeficientas 0,170, vandens išsiliejimo rodiklis neigiamas visuose nagrinėjamuose upelio ruožuose.

The article presents the functionality (hydraulic permeability) modelling of the regulated Southeast Lithuanian streams overgrown with woody vegetation and the possibilities to plan naturalization of the regulated streams. The research of woody vegetation was carried out in the Neris river basin. Having evaluated the influence of hydraulic roughness (Manning coefficient of roughness) on hydraulic permeability of the Nemėža stream it was established that the density of woody vegetation in the investigated section varied from 0.01 to 0.68 u. m-2. At the existing density of woody vegetation the hydraulic roughness established by hydraulic calculations reached 0.025-0.045. Under present hydraulic roughness coefficient assessed by natural investigations in all investigated stream sections, when spring flood discharge probability is 10%, water overflow indicator is positive; the water level in the bed (hV) is in all senses lower than the depth of a regulated stream (hG). The reserve of hydraulic permeability in the investigated Nemėža stream section is lost when roughness coefficient reaches the limit of 0.080. A further increase of roughness coefficient in the stream sections (0.081-0.135) results in the overflow of spring flood discharge of 10% probability in 8 of 23 sections, and in this case water overflowing indicator is negative. The increase of roughness coefficient up to 0.140 results in water overflowing in 10 sections; increase of up to 0.160 – in 19 sections and when roughness coefficient reaches 0.170, water overflowing indicator is negative in all investigated sections of the stream.