Modeling the morphodynamic equilibr

Modeling the morphodynamic equilibrium of an intermediate reach
of the Po River (Italy)
Stefano Lanzoni a,⇑, Rossella Luchi b,c, Michele Bolla Pittaluga b
a Dept. of Civil, Architectural and Environmental Engineering, University of Padua, Italy
b Dept. of Civil, Chemical and Environmental Engineering, University of Genoa, Italy
c Dept. of Geology, Univ. Illinois Urbana-Champaign, Urbana, IL 61801, USA
a r t i c l e i n f o
Article history:
Available online 20 November 2014
Keywords:
Equilibrium profile
Sediment transport
Formative discharge
Po River
a b s t r a c t
The Po River, in the last century, has undergone significant altimetrical and planimetrical changes, mostly
induced by a progressively increasing human pressure. The extensive protection and regulations works
carried out to reduce the risk of flooding, the narrowing of the river for improving the navigation, the
local interruption of sediment transport caused by a large mobile barrage built for hydropower purposes
and the intense sand mining caused huge alterations of the river morphology. These changes were initially
very fast and determined a significant and generalized deepening of the middle water course. In
the last few decades, however, the pressure induced by human activities on the river decreased significantly
and, consequently, a dynamic equilibrium condition tended to be re-established along most of the
reaches, as suggested by topographic surveys spanning a period of about twenty years. The present contribution
investigates this equilibrium condition by means of a one-dimensional movable bed model,
with reference to a 98 km long reach located between the confluence with the Oglio stream and the gauging
section of Pontelagoscuro, for which an up to date stage-discharge relationship is available. Considering
steady forcing conditions, we estimate the formative discharge producing the observed river
topography and the corresponding sediment transport capacity. The field surveys of cross section geometry
used to investigate the possible existence of an equilibrium morphology span a period (1982–2005)
of about twenty years. In the presence of fixed banks, the rived bed morphology appears to be controlled
by relatively moderate discharges, quite close to the mean yearly discharge and significantly smaller than
both the ordinary flood discharge and the maximum annual discharge. Even though significant deviations
from equilibrium are produced by the sediment waves triggered by larger floods, deposition occurring
during lower stages and the continuous reworking of the bed due to less intense but more frequent discharges
implies a tendency of the river to recover its equilibrium profile.
 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.
1. Introduction
The Po River, with a length of about 652 km, is the longest river
of Italy. It originates in the Cottian Alps (north west of Italy),
crosses an extensive alluvial, low-gradient floodplain (the Pianura
Padana) and finally flows into the Adriatic sea through a five
branched delta (Po di Maistra, Po della Pila, Po delle Tolle, Po di
Gnocca and Po di Goro). It drains a basin of 74,000 km2, corresponding
to about one fourth of the total extension of Italy, with
a population of 16 million people (Fig. 1).
In the highlands the Po River alternates between bedrock and
gravel-bed morphologies. This latter configuration dominates as
the river flows onto the lower slopes of the Pianura Padana. The
transition from gravel-bed to sand-bed morphology occurs further
downstream, between the confluences with the Ticino and Trebbia
Rivers, and is characterized by the presence of a natural weir in the
correspondence of a stony pre-Quaternary substrate [3].
Depending on floodplain slope, sediment bed composition,
water discharge, solid inputs ensured by the tributaries, protection
and regulation works, the Po River exhibits multi-channel braided
reaches and single thread meandering/sinuous reaches [11]. These
planform configurations, in turn, affect the topography of the river
[26,28], controlling the formation and dynamics of large scale
morphological features (e.g., multiple, alternate, and point bars),
as well as the processes leading to bank erosion and, hence, to
the planform migration of the river [14,18].
http://dx.doi.org/10.1016/j.advwatres.2014.11.004
0309-1708/ 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.
⇑ Corresponding author.
E-mail addresses: [e-mail] (S. Lanzoni), [e-mail]
(R. Luchi), [e-mail] (M. Bolla Pittaluga).
URL: http://www.image.unipd.it/s.lanzoni/ (S. Lanzoni).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การสร้างแบบจำลองสมดุล morphodynamic ของการเข้าถึงระดับกลางแม่น้ำโป (อิตาลี)สเตฟาโน Lanzoni a ⇑ Rossella Luchi b, c, Michele Bolla Pittaluga bภาควิชาวิศวกรรมโยธา สถาปัตยกรรม และสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยพาดัว อิตาลีb ภาควิชาวิศวกรรมโยธา และสิ่งแวดล้อม สารเคมี มหาวิทยาลัยเจนัว อิตาลีฝ่าย c ธรณี มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์เออร์บานาแชมเพน เออร์บาน่า IL 61801 สหรัฐอเมริกาr t ผม c l e ฉัน n f oบทความประวัติ:ออนไลน์อยู่ 20 2557 พฤศจิกายนคำสำคัญ:โพรไฟล์สมดุลการขนส่งตะกอนก่อสร้างปล่อยแม่น้ำโปb s t r c tแม่น้ำโป ในศตวรรษที่ผ่านมา มีการเปลี่ยนแปลงสำคัญ altimetrical และ planimetrical ส่วนใหญ่เกิดจากความดันมนุษย์เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ การป้องกันที่ครอบคลุมและระเบียบงานดำเนินการเพื่อลดความเสี่ยงจากน้ำท่วม จำกัดให้แคบลงสำหรับการปรับปรุงการนำทาง แม่น้ำท้องถิ่นหยุดชะงักการขนส่งตะกอนที่เกิดจากการโจมตีมือถือขนาดใหญ่ที่สร้างขึ้นสำหรับวัตถุประสงค์ของไฟฟ้าพลังน้ำและการทำเหมืองทรายรุนแรงเกิดเปลี่ยนแปลงใหญ่ของสัณฐานวิทยาแม่น้ำ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้ในตอนแรกอย่างรวดเร็ว และกำหนดแบบทั่วไป และที่สำคัญลึกหลักสูตรกลางน้ำ ในไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม ความดันที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ในแม่น้ำลดลงอย่างมีนัยสำคัญและ จึง เงื่อนไขการสมดุลมีแนวโน้มที่ จะจัดตั้งขึ้นใหม่ตามแนวของการถึง แนะนำโดยการสำรวจภูมิประเทศทอดเป็นระยะเวลายี่สิบปี ผลงานปัจจุบันตรวจสอบเงื่อนไขนี้สมดุลโดยวิธีแบบเตียงเคลื่อน one-dimensionalด้วย reference ถึง 98 กมยาวถึงอยู่ระหว่างเอกกับกระแส Oglio และการวัดส่วนของ Pontelagoscuro ซึ่งมีความสัมพันธ์ขั้นถึงวันที่ปลดปล่อย พิจารณามั่นคงบังคับเงื่อนไข เราคาดการก่อสร้างปล่อยผลิตแม่สังเกตภูมิประเทศและกำลังการผลิตขนส่งตะกอนที่สอดคล้องกัน สำรวจฟิลด์ข้ามส่วนเรขาคณิตใช้เพื่อตรวจสอบได้ดำรงการสมดุลสัณฐานวิทยาช่วงระยะ (1982 – 2005)ประมาณยี่สิบปี ในธนาคารถาวร สัณฐานวิทยา rived เตียงปรากฏการควบคุมโดยปล่อยค่อนข้างปานกลาง ใกล้ กับการปล่อยรายปีเฉลี่ย และขนาดเล็กกว่าทั้งการปล่อยน้ำท่วมธรรมดาและจำหน่ายประจำปีสูงสุด ความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญแม้ว่าจากสมดุลมีผลิต โดยคลื่นตะกอนที่เกิดจากน้ำท่วมใหญ่ สะสมเกิดขึ้นลดขั้นตอนและอย่างต่อเนื่องทำใหม่เตียงเนื่องจากปล่อยลง แต่บ่อยขึ้นหมายถึงแนวโน้มของการกู้คืนส่วนกำหนดค่าความสมดุลจำกัด Elsevier 2014 สงวนลิขสิทธิ์1. บทนำแม่น้ำโป มีความยาวประมาณ 652 กิโลเมตร มีแม่น้ำยาวที่สุดของอิตาลี มันมีต้นกำเนิดในเทือกเขาแอลป์ Cottian (ตะวันตกเฉียงเหนือของประเทศอิตาลี),ข้ามการครอบคลุมลุ่มน้ำ การไล่ ระดับต่ำ floodplain (Pianuraค่าบริการ) และสุดท้าย ไหลลงสู่ทะเลเอเดรียติกผ่านห้าตัวเดลต้ากิ่ง (Po di Maistra, Po della Pila, Po delle Tolle, Po diGnocca และ Po di Goro) มันในท่อระบายน้ำอ่าง 74,000 กม. 2 สอดคล้องกันไปประมาณหนึ่งในสี่ของส่วนขยายรวมของอิตาลี ด้วยประชากร 16 ล้านคน (รูปที่ 1)ถึง แม่ปอสลับระหว่างข้อเท็จจริง และmorphologies กรวดเตียง การกำหนดค่านี้หลังกุมอำนาจเป็นแม่น้ำไหลลงบนลาดต่ำ Pianura Padana การเปลี่ยนจากเตียงกรวดทรายเตียงสัณฐานเกิดขึ้นเพิ่มเติมปลายน้ำ ระหว่าง confluences กับของ Ticino และ Trebbiaแม่น้ำ และเป็นลักษณะการปรากฏตัวของฝายมีธรรมชาติในการจดหมายของพื้นผิวสี่ก่อนหิน [3]ขึ้นอยู่กับ floodplain ลาด องค์ประกอบตะกอนเตียงปล่อยน้ำ ไม้อินพุตโดยมูล การป้องกันและควบคุมการทำงาน แม่ปอแสดงหลายช่องถักถึงและถึง คดเคี้ยว/sinuous เธรดเดียว [11] เหล่านี้ตั้งค่าคอนฟิก planform ในทางกลับกัน มีผลต่อภูมิประเทศของแม่น้ำ[26,28], ควบคุมการสร้างและพลวัตของขนาดใหญ่ลักษณะสัณฐาน (เช่น หลาย สลับ และชี้บาร์),เป็นกระบวนการนำ การพังทลายของธนาคาร และ จึงการโยกย้าย planform แม่น้ำ [14,18]http://dx.doi.org/10.1016/j.advwatres.2014.11.0040309-1708 / 2014 Elsevier จำกัด สงวนลิขสิทธิ์ผู้ได่⇑ที่อยู่อีเมล์: [e-mail] (ปา Lanzoni) [e-mail](R. Luchi), [e-mail] (M. Bolla Pittaluga)URL: http://www.image.unipd.it/s.lanzoni/ (ปา Lanzoni)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การสร้างแบบจำลองดุลยภาพ morphodynamic ของการเข้าถึงกลาง
ของแม่น้ำ Po (อิตาลี)
สเตฟาโน Lanzoni ที่⇑, Rossella Luchi B, C, มิเคเล่ Bolla Pittaluga B
กรมโยธาสถาปัตยกรรมและวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมมหาวิทยาลัยปาดัวอิตาลี
ฝ่าย B โยธา, วิศวกรรมเคมีและสิ่งแวดล้อมมหาวิทยาลัยเจนัว, อิตาลี
C ภาควิชาธรณีวิทยา Univ อิลลินอยส์ Urbana-Champaign เออร์บานา, IL 61801, USA
rticleinfo
ประวัติศาสตร์บทความ
ออนไลน์ที่มีจำหน่าย 20 พฤศจิกายน 2014
คำสำคัญ:
สมดุลรายละเอียด
การเคลื่อนที่ของตะกอน
ปล่อย Formative
Po แม่น้ำ
bstract
โพแม่น้ำในศตวรรษที่ผ่านมาได้รับการ altimetrical อย่างมีนัยสำคัญและการเปลี่ยนแปลง planimetrical, ส่วนใหญ่
เกิดจากความดันของมนุษย์เพิ่มขึ้นเรื่อย การป้องกันและกฎระเบียบที่กว้างขวางงาน
ดำเนินการเพื่อลดความเสี่ยงจากน้ำท่วม, การกวดขันของแม่น้ำสำหรับการปรับปรุงลูกศรที่
หยุดชะงักในท้องถิ่นของตะกอนที่เกิดจากเขื่อนมือถือขนาดใหญ่ที่สร้างขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ
และการทำเหมืองทรายรุนแรงที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ของ สัณฐานแม่น้ำ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อยู่ในขั้นต้น
อย่างรวดเร็วและกำหนดลึกที่สำคัญและทั่วไปของหลักสูตรกลางน้ำ ใน
ช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา แต่ความดันที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ในแม่น้ำลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
และดังนั้นสภาพสมดุลแบบไดนามิกมีแนวโน้มที่จะถูกสร้างขึ้นอีกพร้อมมากที่สุดของ
ต้นน้ำที่แนะนำโดยการสำรวจภูมิประเทศทอดเวลาประมาณยี่สิบ ปี. ผลงานปัจจุบัน
สำรวจสภาพความสมดุลนี้โดยใช้วิธีการหนึ่งมิติรูปแบบเตียงเคลื่อนย้าย
มีการอ้างอิงถึง 98 กม. บูมยาวอยู่ระหว่างบรรจบกับกระแสออลโยและวัด
ส่วน Pontelagoscuro ซึ่งถึงวันที่ขั้นตอนการจำหน่าย ความสัมพันธ์ใช้ได้ พิจารณา
เงื่อนไขบังคับให้คงที่เราคาดว่าการปล่อยการก่อสร้างการผลิตแม่น้ำสังเกต
ภูมิประเทศและความสามารถในการเคลื่อนที่ของตะกอนที่สอดคล้องกัน การสำรวจข้อมูลของเรขาคณิตข้ามส่วน
ที่ใช้ในการตรวจสอบการดำรงอยู่เป็นไปได้ของสัณฐานสมดุลช่วงระยะเวลา (1982-2005)
ประมาณยี่สิบปี ในการปรากฏตัวของธนาคารคงที่ลักษณะทางสัณฐานวิทยาเตียง rived ดูเหมือนจะถูกควบคุม
โดยการปล่อยค่อนข้างปานกลางค่อนข้างใกล้เคียงกับการปล่อยเป็นประจำทุกปีเฉลี่ยและมีขนาดเล็กกว่าอย่างมีนัยสำคัญ
ทั้งการปล่อยน้ำท่วมสามัญและจำหน่ายสูงสุดประจำปี แม้ว่าการเบี่ยงเบนอย่างมีนัยสำคัญ
จากความสมดุลมีการผลิตโดยคลื่นตะกอนเรียกโดยน้ำท่วมขนาดใหญ่ให้การของพยานที่เกิดขึ้น
ในระหว่างขั้นตอนล่างและ reworking อย่างต่อเนื่องของเตียงเนื่องจากการปล่อยของเสียน้อยรุนแรง แต่บ่อยมากขึ้น
หมายถึงแนวโน้มของแม่น้ำที่จะกู้คืนรายละเอียดสมดุลของมัน.
? 2014 เอลส์ จำกัด สงวนลิขสิทธิ์.
1 บทนำ
โพแม่น้ำที่มีความยาวประมาณ 652 กิโลเมตรเป็นแม่น้ำที่ยาวที่สุด
ของอิตาลี มันมาใน Cottian เทือกเขาแอลป์ (ตะวันตกเฉียงเหนือของอิตาลี),
ข้ามลุ่มน้ำกว้างขวางต่ำลาดที่ราบน้ำท่วมถึง (คน Pianura
Padana) และในที่สุดก็ไหลลงสู่ทะเลเอเดรียติกผ่านห้า
แยกเดลต้า (PO di Maistra, ปอ della Pila, ปอ delle Tolle, ปอ di
Gnocca และ Po di Goro) ท่อระบายน้ำอ่าง 74,000 กิโลเมตร 2 ที่สอดคล้องกัน
ไปประมาณหนึ่งในสี่ของการขยายรวมของอิตาลีที่มี
ประชากร 16 ล้านคน (รูปที่ 1)..
ในที่ราบสูงสลับ Po แม่น้ำระหว่างข้อเท็จจริงและ
รูปร่างลักษณะกรวดเตียง การกำหนดค่านี้หลังกุมอำนาจเป็น
แม่น้ำไหลลงบนลาดต่ำของ Pianura Padana
การเปลี่ยนแปลงจากกรวดเตียงสัณฐานทรายเตียงเกิดขึ้นต่อ
เนื่องระหว่าง confluences กับทีชีโนและเต
แม่น้ำและมีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยการปรากฏตัวของฝายธรรมชาติใน
การติดต่อของหินพื้นผิวก่อน Quaternary [3].
ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ บนเนินที่ราบน้ำท่วมถึงองค์ประกอบเตียงตะกอน
ปล่อยน้ำ, ปัจจัยการผลิตที่มั่นคงมั่นใจโดยแควการป้องกัน
และการควบคุมการทำงานของแม่น้ำ Po การจัดแสดงนิทรรศการหลายช่องทางถัก
ต้นน้ำและคดเคี้ยวหัวข้อเดียว / ต้นน้ำเต็มไปด้วยเล่ห์เหลี่ยม [11] เหล่านี้
กำหนดค่า planform ในที่สุดก็ส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิประเทศของแม่น้ำ
[26,28] การควบคุมการก่อตัวและการเปลี่ยนแปลงของขนาดใหญ่
ลักษณะทางสัณฐาน (เช่นหลายสำรองและบาร์จุด)
เช่นเดียวกับกระบวนการที่นำไปสู่การพังทลายของธนาคาร และดังนั้นเพื่อ
การโยกย้าย planform ของแม่น้ำ [14,18].
http://dx.doi.org/10.1016/j.advwatres.2014.11.004
0309-1708 /? 2014 เอลส์ จำกัด สงวนลิขสิทธิ์.
⇑ผู้รับผิดชอบ.
ที่อยู่ E-mail: [e-mail] (เอส Lanzoni) [e-mail]
(ร Luchi) [e-mail] (เอ็ม Bolla Pittaluga).
URL: http://www.image.unipd.it/s.lanzoni/ (เอส Lanzoni)