Numerical solution of re-suspension of cohesive sediments in the reservoir of Střekov on the lower reach of Czech Elbe

Title:

Numerical solution of re-suspension of cohesive sediments in the reservoir of Střekov on the lower reach of Czech Elbe
Numerické řešení resuspendace kohesivních sedimentů ve zdrži Střekov na českém dolním Labi

Creator:

Rudiš, Miroslav, Valenta, Petr, and Valentová, Jana

Identifier:

https://cdk.lib.cas.cz/client/handle/uuid:38a7b028-51c5-4402-be7f-76cfab5c3fda
uuid:38a7b028-51c5-4402-be7f-76cfab5c3fda

Subject:

Czech Elbe, cohesive sediments, re-suspension, two-dimensional mathematical modelling, České Labe, kohesivní sedimenty, resuspendace, and dvourozměrné numerické modelování

Type:

model:article and TEXT

Format:

bez média and svazek

Description:

Paper presents the results of numerical modelling of re-suspension of cohesive sediments settled behind spurs and dikes at the end of backwater of Střekov river reservoir. The monitoring of water, sediment and suspended load quality of Czech Elbe between 1991 and 2001 showed a considerable improvement of environment quality in the main channel of Elbe and even in small weir reservoirs along the waterway, but, in the bights of reservoirs of higher weirs, there are layers of sediments containing old pollutants. These are resuspended during catastrophic floods and then transported downstream like suspended load make the water quality worse. Sediments containing dangerous pollutants (mostly heavy metals) in the Czech reach of Elbe river were assessed in Rudiš, 2000. Its re-suspension may be predicted using at least two-dimensional mathematical model of the water flow. Such model must be “open” for imputation of the criterion of re-suspension Rudiš et al., 1999. Using the model FAST 2D (Wenka, Valenta, 1991) together with the data processing program (Valenta, Wenka, 1996), the authors obtained a tool for modelling of behaviour of cohesive sediments during a definite flood. It is to note that Elbe, from its confluence with Vltava (Moldau) river as far as to the state border, was, in the past, equipped by a system of dikes and spurs originally built up for maintenance of navigable depth. These constructions are submerged now by water elevated by weirs constructed afterwards. Behind these submerged dikes and spurs, water flows very slowly at low flow rates and thus sedimentation occurs there. After some time of sediments being at rest, they attain the cohesive properties and the re-suspension requires shear stress the more increasing with time. As a practical example, the locality at the end of the backwater of the reservoir Střekov was chosen for computation of the time procedure of re-suspension of cohesive sediments from the area behind dikes and spurs. A further reason for computation in this locality was in fact that these sediments may be polluted by effluents from Lovosice chemical factory (Lovochemie) and, being re-suspended, may influence the quality of Elbe water as far as to the German reach of Elbe river. and Článek předkládá výsledky numerického modelování resuspendace kohesivních sedimentů, které jsou usazeny za výhony a hrázkami na začátku vzdutí nádrže Střekov. Sledování kvality vody, sedimentů a plavenin v českém Labi v letech 1991 až 2001 ukázalo významný vzestup kvality prostředí v hlavním korytě toku a také v malých zdržích vodní cesty, avšak v zálivech větších zdrží zůstaly vrstvy kohesivních sedimentů obsahující staré zátěže. Ty se dostanou do vznosu působením vysokých rychlostí vody za katastrofálních průtoků, jsou dále unášeny tokem ve formě plavenin a svým obsahem zhoršují kvalitu vody. Sedimenty v Labi obsahující nebezpečné polutanty (jedná se převážně o těžké kovy) byly stanoveny v práci Rudiš, 2000. Jejich resuspendaci je možno předpovídat s použitím nejméně dvourozměrného numerického modelu proudění, který musí být ''otevřený'', aby bylo možno do něho vložit kriteriální vztah pro resuspendaci (Rudiš a kol., 1999). Použitím modelu FAST 2D (Wenka, Valenta, 1991) spolu s programem pro zpracování dat (Valenta, Wenka, 1996) dostali autoři nástroj modelování kohesivních sedimentů při definované povodni. Je třeba poznamenat, že Labe od soutoku s Vltavou až po státní hranici bylo vybaveno systémem podélných hrázek a výhonů vybudovaných pro zajištění plavební hloubky za nízkých průtoků. Tyto konstrukce jsou nyní ponořeny pod hladinou jezů vybudovaných nebo rekonstruovaných později. Za nimi ovšem voda proudí ve srovnání s hlavním korytem velice pomalu, takže tam dochází k sedimentaci. Sedimenty jsou po dobu trvání nízkých průtoků v klidu, nabudou kohesivních vlastností a jejich resuspendace bude vyžadovat s časem stále vyšší hodnoty smykového napětí. Jako praktický případ předpovědi průběhu resuspendace za povodně ve složitých geometriích kombinace hlavního koryta a oboustranného systému hrázek rozdělených příčnými výhony byla vybrána lokalita na začátku vzdutí nádrže Střekov. Dalším důvodem výběru této lokality byl fakt, že se v ní usazují plaveniny z odpadních vod závodu Lovochemie v Lovosicích. Tento sediment může proto obsahovat nebezpečné polutanty a kdyby byl resuspendován, může ve formě plavenin ohrozit kvalitu vody až na německém území.

Language:

Slovak

Rights:

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
policy:public

Coverage:

162-174

Source:

Journal of hydrology and hydromechanics | 2004 Volume:52 | Number:3

Harvested from:

CDK

Metadata only:

false