| Abstract |
Pirmajā pētnieciskajā maģistra darba daļā tiek dots priekšstats par nogulšņu daļiņu īpašībām un tiek apspriest sanešu plūsmas pamata jēdzieni un pats process. Nogulšņu transports ir vispārējs termins, ko izmanto materiālu transporta aprakstam un vadošais koncepts pētīšanai (t.i. nogulumi, smiltis, grants, laukakmeņi) upēs un plūsmās. Transportēšanas materiāls tiek saukts par nogulšņu slodzi. Pastāv noteikta starpība starp dibena slodzi, un slodzi un suspendēto nogulšņu slodzi. Dibena slodzei ir raksturīga velmēšana gar gultnes virsējo slāni, savukārt suspendēto nogulšņu slodze attiecas uz daļiņām kas tika paturētās suspendētā stāvoklī plūsmas turbulences dēļ. Tāds sadalījums dažreiz ir pieņemts patvaļīgi tādos apstākļos, kad process attiecas uz materiālu, kuram daļiņu izmērs ir vienāds. Parasti vārds nosēdumi vispārīgi attiecās uz smalku materiālu, kas nosēžas uz dibena. Visi iepriekš minētie dinamiskie principi ir pielietojami kā upe plūsmās un atklāto kanālu hidraulikā, kā arī hidrauliskajās sistēmās, veicinot eksperimentālos izmēģinājumus. Atvērto un spiediena kanālu sistēmas, protams, ir atšķirīgas ātruma sadalījuma nozīmē, tomēr iepriekšējā analīze, kas saistīta ar šo tēmu parādīja ka šāda pielīdzināšana neietekmē būtiski nogulšņu kustības dinamiskās īpašības. Pēdējos gados ir pieaugusi interese par nogulšņu transportu un pilsētas lietus ūdeņu kvalitātes modelēšana ir kļuvusi par diezgan būtisko pētīšanas jomu. Laboratorijas pētījumi plašā mēroga parādīja kombinēto kanalizācijas nosēdumu īpašības, kas palielina to rezistenci pret eroziju. Tomēr, tikai daži modeļi ņem vērā kanalizācijas nosēdumus apsverot to reoloģiskās īpašības. Dibena uzvedības raksturs ir joma, kas ir plaši pētīta un apspriesta jau vairāk nekā gadsimtu. Šī problēma ir tiešām dažādu dabas parādību izpratnes centrā. Eksperimentālajā darba daļā testējām divas dibena konfigurācijas ar nekustīgo (fiksēto) slāni un ar raupjuma elementiem, montētiem uz dibena. Faktiskais dziļums kanāla tika samazināts no 0,16 m līdz 0,12 m, tā kā kanāla gultnē tika ievietota plāksne ar salīmēto daļiņu slāni uz iekšējās virsmas. Fiksētas gultnes plāksne tika novietota uz eksperimentālā kanāla virsmas. Šīs slānis ar salīmētām daļiņām palika uz kanāla dibena arī pie otras konfigurācijas, kad tika ievietoti mākslīgi radīti šķēršļi, tādejādi eksperimentiem ar raupjuma elementiem nebija nepieciešamības mainīt dibena konfigurāciju, tikai izvietot šķēršļus uz nekustīga slāņa atbilstoši izvēlētam režģa izmēram (attālums starp sfērisko raupjuma elementu centriem ir 13 cm). Eksperimentu procedūrām (kā arī fiksētas gultnes plāksnes izgatavošanai), tika izmantoti vienoti PBT (polibutilēns) kvazi-sfēras nogulumu daļiņas ar līdzvērtīgu diametru d = 3 mm. Eksperimentālām procedūrām tika sagatavots melno un balto daļiņu maisījums, kur īpatnējais balto graudu tilpums sastādīja 5% no kopējā izmantotā apjoma, kas nozīmīgi samazināja problēmu rašanos sīkās datu apstrādes gaitā, novērojot katru daļiņu atsevišķi. Eksperimentu gaitā tika iekļauti ātruma vektoru mērījumi abos virzienos garenvirzienā un šķērsvirzienā, suspendēto daļiņu koncentrācijas vizuāla novērošana, sedimentu sadalījumu uz dibena, gultnes topogrāfija, kā arī plūsmas mērījumi. Tika veikts arī spiediena krituma novērtējums. Lai mazinātu sānu ietekmi uz rezultātiem, visi ātruma mērījumi un videoieraksti tika veikti pie šķērseniski kanāla centrālajā daļā, kas bija tajā pašā laikā ģeometriskajā novērotas taisnstūrveida zonas centrā. Nogulšņu aktivitāte un atsevišķas daļiņas kustības intensitāte tika novēroti vizuāli un reģistrēti, izmantojot CCD kameru. Daļiņu kustība tika filmēta ar CCD kameru ar frekvenci 32 Hz (viens attēls 0.03125 sekundēs), novietojot kameru virs kontrolēta plūsmas laukā un novērojot procesu caur caurspīdīgu vāku kanālā.Starpposma (vidējais) diapazons atbilst daļiņu trajektorijām starp diviem secīgiem atpūtas periodiem. |
