Loading...
Projekti / Programi vir: ARRS

Erozija v obalnih morjih in plovnih rekah

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.20.00  Tehnika  Vodarstvo   

Koda Veda Področje
T220  Tehnološke vede  Gradbeništvo, hidravlika, priobalna tehnologija, mehanika zemljin 

Koda Veda Področje
2.07  Tehniške in tehnološke vede  Okoljsko inženirstvo 
Ključne besede
erozija sedimenta, resuspenzija sedimenta, pridnene napetosti, curek ladijskega vijaka, valovi plovila, orbitalne hitrosti valov
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (8)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  13407  dr. Branko Čermelj  Biologija  Raziskovalec  2018 - 2022  172 
2.  08247  dr. Matjaž Četina  Vodarstvo  Raziskovalec  2018 - 2022  582 
3.  18338  Tihomir Makovec    Tehnični sodelavec  2018 - 2022  369 
4.  05226  dr. Vlado Malačič  Vodarstvo  Vodja projekta  2018 - 2022  366 
5.  26112  dr. Gorazd Novak  Vodarstvo  Raziskovalec  2018 - 2022  122 
6.  20320  dr. Boris Petelin  Vodarstvo  Raziskovalec  2018 - 2022  124 
7.  10903  Milijan Šiško  Biologija  Tehnični sodelavec  2018 - 2022  234 
8.  12068  dr. Dušan Žagar  Mehanika  Raziskovalec  2018 - 2022  761 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0105  Nacionalni inštitut za biologijo  Ljubljana  5055784  13.164 
2.  0792  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo  Ljubljana  1626981  25.763 
Povzetek
Erozija podlage preko katere se pretaka tekočina je že dolgo poznan in temelji na vrednosti pridnene strižne napetosti trenja, ki je višja od kritične pridnene napetosti. Pridnena strižna napetost je povzročena z vertikalnim striženjem hitrosti toka in površinskih valov, kritična napetost pa je odvisna od narave podlage. Trije mehanizmi,s katerimi plovila lahko erodirajo sediment, so: 1. erozija zaradi sprememb v polju toka zgolj zaradi gibanja plovila v odsotnosti propelerskega pogona 2. erozija zaradi vrtinčne sledi propelerja, ki oplazi dno ali brežine 3. erozija zaradi valov plovila, ki prispejo v obrežje. V projektu bi združili običajno merilno opremo slovenske in madžarske skupine z najsodobnejšo, kot npr. z laserskim merilnikom (LISST) porazdelitve delcev po velikosti, tudi porazdelitev hitrosti njihovega posedanja po velikosti delcev[1]. Podobno velja za akustične točkaste merilnike pridnene turbulence[2], za akustične merilnike tokov po vodnem stolpcu (ADCP) in za merilnike motnosti. Mikrostrukturna sonda[3] (slovenska skupina) omogoča tudi vertikalne profile gostote in turbulence. terenska opazovanja bodo dopolnjena z numeričnim modeliranjem gibanja tekočine in transporta sedimenta v severnem Jadranu [4] in na reki Donavi[5]. Analitičen pristop bo tudi ustrezno uporabljen. Uporabljena bo izvirna metoda izračuna pridnene napetosti zaradi neposrednega prehoda plovil mimo območja opazovanja. Opravljene so številne raziskave in napisana poročila o velikih poškodbah in škodi na pritrjenih plovilih, povzročeni z mimobežnimi plovili. Po našem vedenju so izredno redke študije, ki bi povezovale bližnje hitrostno polje plovila s pridnenimi napetostmi in zato je ta predlog projekta usmerjen k originalnosti raziskav. Opravljenih je bilo veliko študij o spiranju s propelerjem, ki povezujejo vrtinčno sled propelerja, obravnavano kot curek, s pridneno napetostjo. Dva nova vidika bosta izpostavljena v predloženi študiji: numerična sklopitev hitrosti ozkega curka s hitrostmi toka cirkulacije, kar je izvedljivo z uporabo metode prilagojene mreže vzdolž plovne poti, oz. s pomočjo enosmernega gnezdenja v model visoke ločljivosti , ki je postavljen v 'vplivno območje', ki je izpostavljeno eroziji s strani proučevanih vplivov. Druga vsebina pa je konceptualne narave: poglobljena študija naj odstrani dvome o vplivih tangencialnih in radialnih hitrostnih komponent na pridneno napetost v spletu prepletajočih se vrtinčnih sledi, ki so ustvarjene z lopaticami propelerja. Tretje področje vplivov gibanja plovil vpelje novo metodo obravnavanja vpliv ladijske valove na pridneni sediment in na organizme na in v njem v obrežnem prostoru blizu obale. Ta metoda je sestavljena iz analize video-posnetkov gladine v obrežju, kjer se valovi porušijo, iz visokofrekvenčnih meritev tokov pri dnu ter iz zahtevnega numeričnega modeliranja dinamike vodnih delcev v ločljivosti 1 cm. Pridnena napetost bo izračunana po najmanj treh metodah. Ta koncept, ki je bil razvit za sicer mirna obrežja reke Donave, je uporaben tudi za erozijo morskih obrežij. S predlaganim projektom bomo proučili vse pomembne procese s katerimi plovila lahko erodirajo sediment na morskem in rečnem dnu. Ta celovita raziskava vplivov gibanja plovil bo opredelila za izbrano lokacijo najpomembnejše med tremi mehanizmi, ki lahko erodirajo dno in brežine. [1] http://www.sequoiasci.com/product/lisst-100x/ [2] http://www.nortek-as.com/en/products/velocimeters/vector; http://www.fondriest.com/pdf/sontek_adv_spec.pdf [3] http://www.sea-sun-tech.com/marine-tech/offshore/mss-microstructureprobe/ mss-90-profiler-microstructure-probe.html [4] http://www.ccpo.odu.edu/POMWEB/ ;http://www.hydroqual.com/ehst_ecomsed.html [5] http://folk.ntnu.no/nilsol/ssiim/
Pomen za razvoj znanosti
Sodobno eksperimentalno delo, numerične simulacije ter hidrodinamična analiza treh ključnih dejavnikov (mimohod plovil, delovanje propelerja ob manevriranjih, prihodih in odhodih plovil iz pristanišč/privezov ter vpliv ladijskih valov), ki vplivajo na erozijo plitkega dna, bodo zanesljivo prispevali k razvoju tehničnih znanosti s področja vodarstva in okoljske hidrodinamike. Vpeljali bomo tudi nove pristope pri opazovanju in razlaganju vsakega od treh pojavov. To je zelo verjetno eden prvih projektov, ki bi naj hkrati obravnaval navedene tri različne mehanizme, ki prispevajo k eroziji dna v obrežju. Opredelitev relativne vplivnosti vsakega od teh pojavov na erozijo v specifičnih delih obrežja bo pomemben prispevek k znanosti.
Pomen za razvoj Slovenije
State of the art field observations, numerical simulations and hydrodynamic analysis of three key mechanisms (bypassing of vessels, the propellers jet during manoeuvring, arrivals to and departures from ports/berths, and ship waves) that affect erosion of shallow bottom will contribute to the development of engineering sciences in the field of environmental fluid dynamics. We will also introduce novel methods in the observation and analysis of these mechanisms. This seems to be one of first projects that will embrace these different mechanisms. The assessment of their relative impact on the erosion in specific coastal zones will represent a significant contribution to science.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zgodovina ogledov
Priljubljeno