Еstimating the Chézy roughness coefficient as a characteristic of hydraulic resistance to flow in river channels: a general overview, existing challenges, and ways of their overcoming
This paper deals with results of a systemized overview of the Chézy roughness coefficient calculation problem as one most frequently used empirical characteristics of hydraulic resistance. The overview is given in the context of the formation of reliable empirical data needed to support hydro-engine...
Saved in:
| Date: | 2021 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Kyiv National University of Construction and Architecture
2021
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://es-journal.in.ua/article/view/241459 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Environmental safety and natural resources |
Institution
Environmental safety and natural resources| id |
es-journalinua-article-241459 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Environmental safety and natural resources |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2021-10-10T17:32:55Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
empirical characteristics hydraulic resistance open flows open channel hydraulics river channels Chézy roughness coefficient |
| spellingShingle |
empirical characteristics hydraulic resistance open flows open channel hydraulics river channels Chézy roughness coefficient Stefanyshyn, Dmytro V. Khodnevich, Yaroslaw V. Korbutiak, Vasyl M. Еstimating the Chézy roughness coefficient as a characteristic of hydraulic resistance to flow in river channels: a general overview, existing challenges, and ways of their overcoming |
| topic_facet |
емпіричні характеристики гідравлічний опір відкриті потоки річкова гідравліка річкові русла коефіцієнт шорсткості Шезі empirical characteristics hydraulic resistance open flows open channel hydraulics river channels Chézy roughness coefficient |
| format |
Article |
| author |
Stefanyshyn, Dmytro V. Khodnevich, Yaroslaw V. Korbutiak, Vasyl M. |
| author_facet |
Stefanyshyn, Dmytro V. Khodnevich, Yaroslaw V. Korbutiak, Vasyl M. |
| author_sort |
Stefanyshyn, Dmytro V. |
| title |
Еstimating the Chézy roughness coefficient as a characteristic of hydraulic resistance to flow in river channels: a general overview, existing challenges, and ways of their overcoming |
| title_short |
Еstimating the Chézy roughness coefficient as a characteristic of hydraulic resistance to flow in river channels: a general overview, existing challenges, and ways of their overcoming |
| title_full |
Еstimating the Chézy roughness coefficient as a characteristic of hydraulic resistance to flow in river channels: a general overview, existing challenges, and ways of their overcoming |
| title_fullStr |
Еstimating the Chézy roughness coefficient as a characteristic of hydraulic resistance to flow in river channels: a general overview, existing challenges, and ways of their overcoming |
| title_full_unstemmed |
Еstimating the Chézy roughness coefficient as a characteristic of hydraulic resistance to flow in river channels: a general overview, existing challenges, and ways of their overcoming |
| title_sort |
еstimating the chézy roughness coefficient as a characteristic of hydraulic resistance to flow in river channels: a general overview, existing challenges, and ways of their overcoming |
| title_alt |
Еstimating the Chézy roughness coefficient as a characteristic of hydraulic resistance to flow in river channels: a general overview, existing challenges, and ways of their overcoming |
| description |
This paper deals with results of a systemized overview of the Chézy roughness coefficient calculation problem as one most frequently used empirical characteristics of hydraulic resistance. The overview is given in the context of the formation of reliable empirical data needed to support hydro-engineering calculations and mathematical modelling of open flows in river channels. The problem topicality is because of a large number of practical tasks which need such a pre-research. In many cases, the accuracy of determining empirical hydraulic resistance characteristics can largely affect the accuracy of solving tasks relating to designing hydraulic structures and water management regardless of chosen mathematical models and methods.Rivers are characterized by a significant variety of flow conditions; hydraulic resistance to flows in rivers can thus vary widely determining their flow capacity. Considering the variety of river hydro-morphology and hydrology, the Chézy roughness coefficient often appears to be the most complete characteristic of hydraulic resistance to open flows in river channels comparing with other integral empirical characteristics of hydraulic resistance.At present, there are a large number of empirical and semi-empirical formulas to calculate the Chézy roughness coefficient. The main aim of this study was to analyze and systematize them in the context of providing proper support to the open channel hydraulics tasks. To achieve the aim of the study, a literature review regarding the problem of determining the integral hydraulic resistance characteristics to open flow in river channels was performed, as well as formulas used to calculate the Chézy roughness coefficient in practice were explored and systemized. In total, 43 formulas to calculate the Chézy roughness coefficient, as well as 13 formulas that can be used to estimate the Manning roughness coefficient were analyzed and systematized. Based on all these formulas, about 250 empirical equations can be compiled to calculate the Chézy coefficient depending on hydro-morphological peculiarities of rivers and river channels, hydraulic conditions, formulas application limits, and so on. |
| publisher |
Kyiv National University of Construction and Architecture |
| publishDate |
2021 |
| url |
https://es-journal.in.ua/article/view/241459 |
| work_keys_str_mv |
AT stefanyshyndmytrov estimatingthechezyroughnesscoefficientasacharacteristicofhydraulicresistancetoflowinriverchannelsageneraloverviewexistingchallengesandwaysoftheirovercoming AT khodnevichyaroslawv estimatingthechezyroughnesscoefficientasacharacteristicofhydraulicresistancetoflowinriverchannelsageneraloverviewexistingchallengesandwaysoftheirovercoming AT korbutiakvasylm estimatingthechezyroughnesscoefficientasacharacteristicofhydraulicresistancetoflowinriverchannelsageneraloverviewexistingchallengesandwaysoftheirovercoming |
| first_indexed |
2025-07-17T11:18:29Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:18:29Z |
| _version_ |
1850410962070274048 |
| spelling |
es-journalinua-article-2414592021-10-10T17:32:55Z Еstimating the Chézy roughness coefficient as a characteristic of hydraulic resistance to flow in river channels: a general overview, existing challenges, and ways of their overcoming Еstimating the Chézy roughness coefficient as a characteristic of hydraulic resistance to flow in river channels: a general overview, existing challenges, and ways of their overcoming Stefanyshyn, Dmytro V. Khodnevich, Yaroslaw V. Korbutiak, Vasyl M. емпіричні характеристики гідравлічний опір відкриті потоки річкова гідравліка річкові русла коефіцієнт шорсткості Шезі empirical characteristics hydraulic resistance open flows open channel hydraulics river channels Chézy roughness coefficient This paper deals with results of a systemized overview of the Chézy roughness coefficient calculation problem as one most frequently used empirical characteristics of hydraulic resistance. The overview is given in the context of the formation of reliable empirical data needed to support hydro-engineering calculations and mathematical modelling of open flows in river channels. The problem topicality is because of a large number of practical tasks which need such a pre-research. In many cases, the accuracy of determining empirical hydraulic resistance characteristics can largely affect the accuracy of solving tasks relating to designing hydraulic structures and water management regardless of chosen mathematical models and methods.Rivers are characterized by a significant variety of flow conditions; hydraulic resistance to flows in rivers can thus vary widely determining their flow capacity. Considering the variety of river hydro-morphology and hydrology, the Chézy roughness coefficient often appears to be the most complete characteristic of hydraulic resistance to open flows in river channels comparing with other integral empirical characteristics of hydraulic resistance.At present, there are a large number of empirical and semi-empirical formulas to calculate the Chézy roughness coefficient. The main aim of this study was to analyze and systematize them in the context of providing proper support to the open channel hydraulics tasks. To achieve the aim of the study, a literature review regarding the problem of determining the integral hydraulic resistance characteristics to open flow in river channels was performed, as well as formulas used to calculate the Chézy roughness coefficient in practice were explored and systemized. In total, 43 formulas to calculate the Chézy roughness coefficient, as well as 13 formulas that can be used to estimate the Manning roughness coefficient were analyzed and systematized. Based on all these formulas, about 250 empirical equations can be compiled to calculate the Chézy coefficient depending on hydro-morphological peculiarities of rivers and river channels, hydraulic conditions, formulas application limits, and so on. У роботі подано систематизований огляд проблеми розрахунку коефіцієнта шорсткості Шезі як однієї з емпіричних характеристик гідравлічного опору, яка найбільш часто використовується на практиці. Огляд подається в контексті формування достовірних емпіричних даних, необхідних для підтримки гідротехнічних розрахунків та математичного моделювання відкритих потоків у руслах річок. Актуальність проблеми обумовлена великою кількістю практичних завдань, які потребують такого попереднього дослідження. У багатьох випадках точність визначення емпіричних характеристик гідравлічного опору може значною мірою вплинути на точність вирішення завдань річкової гідравліки, що стосуються проектування гідротехнічних споруд та управління водними ресурсами річок, незалежно від обраних математичних моделей або методів.Річки характеризуються значним різноманіттям умов течії, тому гідравлічний опір потокам у річках може змінюватися в широких межах, визначаючи пропускну здатність русел. Якщо взяти до уваги різноманітність гідроморфології та гідрології річок, коефіцієнт шорсткості Шезі видається найбільш повною характеристикою гідравлічного опору відкритим потокам у річкових руслах порівняно з іншими інтегральними емпіричними характеристиками гідравлічного опору.В даний час існує велика кількість емпіричних і напівемпіричних формул для розрахунку коефіцієнта шорсткості Шезі. Основною метою цього дослідження було проаналізувати та систематизувати їх у контексті забезпечення належної підтримки завдань річкової гідравліки, зокрема математичного моделювання відкритих потоків в річках. Для досягнення мети дослідження було проведено огляд літератури щодо проблеми визначення інтегральних характеристик гідравлічного опору відкритій течії в річкових руслах, а також досліджено та систематизовано найбільш відомі формули, які використовуються для розрахунку коефіцієнта шорсткості Шезі на практиці. Загалом було проаналізовано та систематизовано 43 формули для розрахунку коефіцієнта шорсткості Шезі, а також 13 формул, які можна використовувати для оцінки коефіцієнта шорсткості Маннінга. На основі всіх цих формул можна скласти близько 250 емпіричних рівнянь для розрахунку коефіцієнта Шезі залежно від гідроморфологічних особливостей річок та річкових русел, гідравлічних умов, меж застосування формул тощо. Kyiv National University of Construction and Architecture 2021-09-23 Article Article application/pdf https://es-journal.in.ua/article/view/241459 10.32347/2411-4049.2021.3.16-43 Environmental safety and natural resources; Vol. 39 No. 3 (2021): Environmental safety and natural resources; 16-43 Екологічна безпека та природокористування; Том 39 № 3 (2021): Екологічна безпека та природокористування; 16-43 2616-2121 2411-4049 10.32347/2411-4049.2021.3 en https://es-journal.in.ua/article/view/241459/239525 Copyright (c) 2021 Dmytro V. Stefanyshyn, Yaroslaw V. Khodnevich, Vasyl M. Korbutiak http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |