Jaki jest cel tych „kroków” w rzekach?

Widziałem wiele struktur w rzekach, które przypominają stopnie i które pozwalają wodzie spływać kaskadą w dół zamiast naturalnie spływać w dół rzeki.

Przykład 1: Rzeka Avon w Bath

Przykład 2: Sekwana w Paryżu (z Les Miserables (2012))

Jaki jest cel tych struktur?

civil-engineering hydrology flow-control

— March Ho
źródło

W niektórych odpowiedziach ukryta jest funkcja zwana „skokiem hydraulicznym” (i innymi nazwami), w której szybko płynący strumień wody na danej głębokości jest „wyzwalany” w tryb, w którym zmniejsza prędkość i zwiększa głębokość w celu dopasowania. Jest to efekt, w którym widzisz falę „stopper” na dnie zsuwni lub szybką (zaprojektowaną tak, aby życie kajakarzy było przyjemne :-)). W przejściu występuje utrata energii (ponieważ głębokość x V = stała, ale spada mv ^ 2), a zatem uderzenie w dół jest zmniejszone. Prawdopodobnie woda jest nieco cieplejsza po skoku, ale prawdopodobnie nie zauważysz.

— Russell McMahon

@ RussellMcMahon Zasadniczo zarezerwowałbym słowo „skok hydrauliczny” dla przypadków, w których poziom powierzchni wody jest wyższy za zaburzeniem niż przy zakłóceniu. Nie widzę tego na tych zdjęciach, ale możesz to zobaczyć tutaj: youtube.com/watch?v=cRnIsqSTX7Q Najlepszy przykład to woda wypływająca pod bramą. youtube.com/watch?v=v5gXfyViGIE

— Level River St

@steveverrill - Nie zgadzamy się z podstawowymi zasadami - jak wyżej: „gdzie zmniejsza prędkość i zwiększa głębokość, aby dopasować”. Tak, z pewnością na całej wysokości „skoku” wzrośnie, aw przypadku niskiego spadku będzie znaczna odległość od skoku (powiedzmy kilka „wysokości skoku”), zanim poziom spadnie ponownie tak nisko, jak przedtem skok. Wyobrażam sobie jednak, że zgodzisz się, że jest to kwestia typowej topografii, a kluczową sprawą jest przejście od przepływu nadkrytycznego do podkrytycznego. Jak zauważasz, przy niskich przepływach jaz Pulteney nie ....

— Russell McMahon

@steveverrill ... osiągnąć to. Przy wyższych prędkościach przepływu robi to raczej niechlujnie. Tutaj jest w rozsądnej powodzi, z hydraulicznym skokiem wokół „podkowy”, ale najbardziej widocznym z lewej strony ze względu na kąt kamery, a tutaj jest wideo z występującym niewielkim i niechlujnym, ale widocznym skokiem (potwierdzonym tak samo przez prędkość i turbulencje) zmień jak na wysokość skoku), we wszystkich przypadkach odległość przekraczająca wysokość pierwotną jest niewielka ze względu na układ. I, dla zabawy, tutaj jest trochę przeszłość .

— Russell McMahon,

Odpowiedzi:

Dwa zdjęcia w poście pokazują tę samą strukturę: Pulteney Weir , poniżej Pulteney Bridge na rzece Avon w Bath. Ujęcie „Sekwany” w Les Miserables zostało nakręcone na miejscu w Bath.

Jaz Pulteney został zaprojektowany przez architekta Neville'a Condera i zbudowany w latach 1968–1972. Jest to jeden z elementów programu zapobiegania powodziom w wannie, który został przeprowadzony po katastrofalnej powodzi w grudniu 1960 r . Na stronie internetowej Bath in Time znajdują się zdjęcia starego jazu (który opadł w jednym kroku) i nowego jazu w budowie ( 1968 r. , 1972 ).

Widok jazu w górę rzeki pokazuje, że konstrukcja ma coś więcej niż schody w kształcie podkowy: spotykają się one ze sztuczną wyspą w połowie rzeki, a kanał po lewej stronie kończy się bramą śluzy .

widok jazu w górę rzeki

( Zdjęcie GeodesyMike z Wikimapia , na licencji CC-BY-SA.)

Jak w każdym jazie , ma on wiele celów: kontrolowanie poziomu rzeki nad jazem w celu nawigacji, połowów i nawadniania; zachować wodę w długich okresach suszy; powstrzymywać wody powodziowe i uwalniać je stopniowo w dół rzeki; oraz kontrolować prędkość i siłę wody, zapobiegając przedostawaniu się rzeki przez brzegi i niszczeniu fundamentów mostu i pobliskich budynków.

Ten film pokazuje jaz działający podczas powodzi. Widać, że kształt jazu kieruje siłę wody do centrum rzeki, zapobiegając jej uszkodzeniu brzegów.

— Gareth Rees
źródło

Wow, miło, nie spodziewałem się tego!

— Marzec Ho

Być może masz rację, że ten typ jazu zapobiega erozji zarówno brzegów, jak i jazu poprzez stopniowe rozpraszanie energii, ale to nie wyjaśnia, dlaczego ten typ jazu nie jest jedynym stosowanym projektem. Podejrzewam, że oprócz estetycznego wyglądu, ten typ ma tę zaletę, że zapewnia dużą powierzchnię białej wody, poprawiając natlenienie ryb w przypadkach, w których jest to pożądane.

— Level River St

Zaraz, więc miasto nazywa się „kąpielą” i zostało zalane? : P

— Mason Wheeler,

„Kroki” nazywane są jazami i są używane z wielu powodów kontroli przepływu w rzekach. W przypadku zdjęć, które opublikowałeś, są one prawdopodobnie wykorzystywane do stabilizacji nachylenia (nachylenia) rzeki. Stosowane w tym zastosowaniu są czasami nazywane strukturami kroplowymi, które „przepuszczają wodę na niższe wysokości, kontrolując energię i prędkość przepływającej wody”.

W uproszczonych słowach spowalniają przepływ rzeki, rozpraszając energię zebraną podczas podróży w dół w postaci ciepła i dźwięku, zamiast pozwalać jej na przyspieszenie przepływu wody.

— Chris Mueller
źródło

Inną nazwą jazu jest „maszyna tonąca”.

— whatsisname

Dodatkową korzyścią jest zwiększone napowietrzanie, które jest idealne dla życia w rzece. Również seria jazów zamiast większej tamy pozwala niektórym rybom na dalszą migrację.

— RossV

@RossV czy może to powodować efekty podobne do eutrofizacji?

— Tim

@Tim - napowietrzanie zmniejsza eutrofizację poprzez dotlenienie wody i degradację zawartych w niej materiałów biologicznych.

— Russell McMahon

@ Tim- Russell ma rację. Chociaż nie doszedłbym do wniosku, że zainstalowanie jazów rozwiązałoby problem eutrofizacji. Musisz przede wszystkim zająć się źródłem składników odżywczych.

— RossV