OCENA MOŻLIWOŚĆ ZASTOSOWANIA MODYFIKACJI FORMUŁYCOLEBROOKA-WHITE’A Z UWZGLĘDNIENIEM WPŁYWUCHROPOWATOŚCI BEZWZGLĘDNEJ DNA POTOKU

Abstract

Cel pracy: Celem przeprowadzonych badań jest określenie możliwości zastosowania równania Colebrooka-White’a z modyfikacjami jego stałych K1, K2 i K3, zaproponowanych przez różnych autorów badań oporów przepływu wody w kanałach otwartych, z uwzględnieniem wpływu szorstkości ziarnowej dna potoku górskiego. Obliczone bezwymiarowe współczynniki oporów umożliwiły obliczenie współczynników szorstkości dna potoku Racławka. Materiał i metody: Badania przeprowadzono w korycie potoku Racławka. Na podstawie pomiarów terenowych prędkości przepływu wody obliczono natężenie przepływu wody Q, a następnie obliczono średni współczynnik szorstkości Manninga formułą opracowaną przez Barnesa. Współczynnik ten umożliwił obliczenie współczynnika szorstkości wyznaczonego z przekształconego równania Chézy-Maninnga. Obliczony współczynnik oporów porównano z wynikami obliczeń z równania Colebrooka-White’a ze stałymi K1, K2 i K3. Ponadto w tych obliczeniach przyjmowano wartości chropowatości bezwzględnej ks, wyznaczonej z 25 wzorów podanych przez różnych autorów. W celu obliczenia wartości ks pobrano próbę rumowiska i określono jej skład granulometryczny. Obliczono również współczynniki szorstkości z przekształconego równania Chézy-Maninnga dla poszczególnych wartości współczynnika oporów za pomocą modyfikacji równania Colebrooka-White’a. Wyniki i wnioski: W wyniku pomiarów obliczony współczynnik szorstkości dla tego potoku wynosi 0,044 m-1/3∙s. Stwierdzono, że z równania Colebrooka-White’a ze stałymi K1, K2 i K3, wyznaczonymi przez Keulegan i przez Rouse, dla wartości chropowatości bezwzględnej (ks) mieszczącej się w przedziale od 0,063 do 0,066 m, która została obliczona wzorem Thompsona i Campbella oraz wzorem Irmay’a, możliwe jest uzyskanie wartości współczynnika oporów, dla którego współczynnik szorstkości jest najbardziej zbliżony do uzyskanego z pomiarów. Współczynnik szorstkości badanego odcinka potoku Racławka, obliczony za pomocą tej modyfikacji równania Colebrooka-White’a, mieści się w granicach wartości 0,040 – 0,048 m-1/3∙s.