Delay in the flow of plant debris on floodplains overgrown with shrub vegetation

The study aims to analyze the statistical probability of the slowing down of the plant debris flow through an area rich in shrub vegetation during floods. The shrub density has a direct influence on water velocity. The study was conducted in a 2-meter section of an artificial hydraulic flume. 15 tests were made for each of the different-shaped elements. The artificial elements used were either rectangular or elliptical in shape. Tests were conducted for three different spacings of cylindrical elements imitating the shrub vegetation and for three different depths of the hydraulic flume. Analysis of the test results leads to the conclusion that an increase in the density of cylindrical elements does not always cause an increase in the flow time of plant debris. The study also shows that an increase in the water depth causes an increase in the flow time of elements imitating the thick debris, which is due to a decrease in the water flow velocity. The study also presents an analysis of the probability of plant debris being detained by the cylindrical elements imitating the shrubs. This probability was observed to be higher for rectangular than elliptical elements. It was also observed to be inversely proportional to the water depth. The obtained results indicate that the subject matter of the current study is very interesting and complex and merits further investigation.

W pracy przeanalizowano statystycznie prawdopodobieństwo spowolnienia przepływu rumoszu roślinnego w czasie wezbrania przez teren porośnięty roślinnością krzewiastą. Sposób ułożenie materiału w obszarze blokującym przepływ (krzew) wpływa bezpośrednio na wartości prędkości i oporu hydraulicznego. Doświadczenie przeprowadzono w korycie hydraulicznym, w którym na odcinku 2,0 m w 15 powtórzeniach wykonywano badania dla elementów imitujących rumosz o różnych kształtach. Obserwowano wpływ roślinności krzewiastej na warunki przepływu rumoszu grubego, modelowanego za pomocą płaskich elementów sporządzonych ze styropianu w warunkach laboratoryjnych. W badaniach imitowany rumosz przyjmował kształty prostokąta lub elipsy. Badania przeprowadzono przy trzech różnych rozstawach elementów cylindrycznych imitujący krzewy oraz dla trzech różnych napełnień koryta hydraulicznego. Analizując wyniki doświadczeń, stwierdzono, że wzrost gęstości elementów cylindrycznych imitujących krzewy nie zawsze powodował zwiększenie czasu przepływu rumoszu. Badania laboratoryjne pokazały, że wraz ze wzrostem głębokości wody w korycie zwiększał się czas przepłynięcia elementów imitujących rumosz gruby, co było spowodowane zmniejszaniem się prędkości przepływu wody w korycie. W pracy wykonano również analizę prawdopodobieństwa zatrzymania rumoszu roślinnego między cylindrycznymi elementami imitującymi krzewy. Prawdopodobieństwo zatrzymania się rumoszu jest większe dla elementów o kształcie prostokątnym niż dla elementów eliptycznych oraz maleje wraz ze wzrostem głębokości wody w korycie badawczym. Uzyskane wyniki wskazują, że podjęty problem badawczy jest bardzo interesujący i złożony, dlatego warto kontynuować prace w tym kierunku w przyszłości.