Vízügyi Közlemények, 2003 (85. évfolyam)

2. füzet - Rátky I.-Farkas P.: A növényzet hatása a hullámtér vízszállító képességére

A növényzet hatása a hullámtér vízszállító képességére 265 венгерскими специалистами были произведены исследования с целью определения причины повышения паводочных горизонтов, а также была разработана программа мероприятий для уменьшения степени угрозы наводнением. Программа получила название развитие проекта Вашархейи. Органической частью данной программы являются мероприятия по улучшению пропускной способности паводочной поймы реки Тиссы (с шириной с около 600-2000 м), в гидравлических расчётах которой участвовали и авторы данного статья. На венгерском участке Тиссы во время значительных паводков, расход воды, протекающий по пойменной части паводочного русла достигает, даже превышает расход воды в основном русле. Покрытость паводочной поймы растением за последние десятилетия значительно изменилось, что может являться одной из причин повышения паводочного горизонта, наблюдённого на венгерском участке реки. В данном научном доклале авторами рассматривается вопрос влияния растения на шероховатость паводочного русла, на основании международной литературы приведится краткий обзор методов по расчётам коэффициента шероховатости и даётся оценка по возможному их использования для условий реки Тиссы. На рис. 1 показывается результат исследования чувствительности, произведенного на участке р.Тиссы между Кишкёре-Зента. Условное изменение гидравлической шероховатости на 30% по сравнению с её основной величиной привело бы к изменеию пиковых паводочных горизонтов во время паводка в 2000 году в крайних случаях на 1,5 м. Не только влияние изменения гидравлической шероховатости паводочной поймы может быть значительной, но и ошибка в определении значениия коэффициента шероховатости может привести к значительному расхождению в расчитанных величинах паводочного горизонта. В венгерской практике проектирования наиболее распространенным способом подбора коэффициента гидравлической шероховатости является использования пособия в табличной форме, основанные на текстовом описании водотока и его русла. Текстовые описания не всегда явялются однозначными, что позволяет довольно большую гибкость для специаписта-проектировшика. Для определения влияния растительности произведятся исследования уже несколько десятилетий. На рис. 2 показан пример результата исследований, сделанные в недавном прошлом. Значения по шероховатости растительных остатков для некоторых видов растения, полученные в лабораторных условиях исследований, приведены в таблице I. После статистической обработки полученных измеренных данных изменение коэффициента шероховатости для разных растений сдано в виде степенной функции в зависимости от числа Рейнольдса (Ré) и густоты растений. На основании совместного анализа лабораторных и натуральных измерений была составлена куча номограм (рис. 3) для определения сопротивления групп деревьев на незащищенных паводочных поймах. На реки По были произведены измерения в февраль 1974 г. и октябрь 1976 г. в условиях, подобных условиям на реки Тисса. Сводные результаты показаны на рис. 4. Расчётные зависимости для определения результирующей шероховатости были получены и исходя из уравнения равновесия сил, написанного для водного тела протока по паводочному руслу, покрытому растениями. В последние время имеются и попытки, чтобы учитывать и эластичность данного вида растения при определении шероховатости (таблица /Г). Учтенные геометрические параметры показаны на рис. 5. На рис. 6 изображено изменение коэффициента гладкости вдоль глубины воды на примере, расчиганном с принятием данных (релятивный уклон и покрытость) для реки Тиссы. Под влиянием изменения глубины воды гидравлическая гладкость может изменяться более одного порядка.