A laboratory investigation into the interaction between the flow in the channel of a river and that over its flood plain

Etude de l'interaction entre l'écoulement dans le lit d'une rivière et l'écoulement dans son lit majeur

B. Sc. Ph. D., Lecturer in the Department of Civil Engineering. Queen's University of Belfast.

Résumé

Cet article expose les résultats d'une étude expérimentale de l'interaction entre l'écoulement dans le lit d'une rivière et celui au-dessus de la plaine d'alluvions, quand la rivière est en crue. Le modèle de laboratoire possède une section centrale profonde (le lit) flanquée symétriquement par les plaines d'alluvions horizontales et peu profondes. Mécanisme de transport de quantité de mouvement. On expose qu'un intense mécanisme de transport de quantité de mouvement existe dans la région où la plaine d'alluvions rejoint le lit; ce mécanisme a été étudié qualitativement par photographie de poudre d'aluminium (voir fig. 3 et 4). Des mesures faites au moyen de tubes de Pitot montés sur traverses avec ou sans inondation de la plaine d'alluvions montrent à quel point l'action de ce mécanisme de transport de quantité de mouvement abaisse les vitesses et, par conséquent, le débit de la section centrale (voir fig. 8). Une relation expérimentale niveau débit est employée pour obtenir des résultats plus détaillés à cet égard et aussi pour étudier la possibilité d'augmenter le débit de la section transversale entière par la suppression de ce mécanisme. Des digues perméables de diverses sortes sont employées à cette fin et donnent des résultats variables (fig. 13). Finalement, on a rendu plus rugueuse la plaine d'alluvions et on a constaté que cela favorise le mécanisme déjà observé. L'usage des dites digues perméables conjugué avec l'augmentation de rugosité de la plaine d'alluvions a augmenté de 10% le débit de la section transversale tout entière (voir fig. 15). Remarques générales. Les méthodes normales de projet pour calculer le débit de crue sont discutées et employées pour prévoir le débit du modèle (voir fig. 17). Les différences entre ces prévisions et les débits expérimentaux sont examinées et on fait des suggestions pour calculer plus exactement le débit de crue en partant des mesures de niveau. L'action du mécanisme de transport de quantité de mouvement, employant les résultats expérimentaux, est modifiée par un changement apparent du n de Manning avec le niveau (voir fig. 17, courbe 25). Les limitations inhérentes à une recherche de laboratoire rendent difficiles des recommandations trop précises.