Bed topography and local scour in rivers with banks protected by groynes

摘要

This paper provides some results of field investigations of bed topography and local scour at groynes in two bends of the Warta River. Concave banks of these bends are protected by impermeable groynes oriented upstream with almost constant spacing and geometric shape. Both bed topography in bends and local scour holes at the groyne heads were formed by channel flows equal to or smaller than the mean annual discharge. A two-dimensional (horizontal) numerical model of water and (bed-load) sediment motion for steady-state conditions was used to calculate the general bend scour. A new equation for a maximum scour depth prediction at groynes located along an outer bank of a bend is introduced. The maximum scour depth occurs inside the groyne field. This local scour is a function of a depth and depth-average flow velocity along the concave bank, spacing and location relative to the bend, and orientation to flow.%Cet article présente quelques résultats d'études sur le terrain concernant la topographie du lit et les affouillements locaux vers des épis dans deux coudes de la rivière Warta. Les berges concaves de ces coudes sont protégées par des épis imperméables orientés vers l'amont tous itentiques et d'espacement régulier. La topographie du lit dans les coudes et les fosses d'affouillements locaux au voisinage des têtes d'épis étaient formés par des débits inférieurs ou égaux à ceux de la crue annuelle. Un modèle numérique bidimensionnel (en plan) représentant l'écoulement et le transport solide (charriage) en régime permanent a été utilisé pour calculer l'affouillement d'ensemble dû à la courbure. Une nouvelle relation a été introduite pour rendre compte de l'affouillement local extremum au voisinage des épis; situés le long de la rive externe d'un coude. L'affouillement maximal se rencontre dans la zone d'implantation des épis. Cet affouillement local est fonction du tirant d'eau, de la vitesse d'écoulement moyennée sur la verticale le long de la berge concave, de l'espacement ainsi que de la position relative des épis dans le coude, et de leur orientation par rapport à l'écoulement.