A report of about 1500-2000 words (i.e. a short document). There is no limit on number of pictures/graphs/tables used, but make sure they are all properly introduced and discussed in your report.

Assignment

The design of a new barrage has been assessed by the technical service of the council. The department of environmental protection has expressed some concerns relative to sediment transport. Therefore, an additional assessment of sediment motion is requested.

Assume the following :

•   A town is located 4 km upstream, where bank height is 1.24 m;

•   About 1 km upstream the structure, bank height is 2.2 m and remains so until the barrage;

•    Bed slope is 1/2000;

•   The barrage is 1.3 m height and is equipped with a chute with a slope q = 50o;

•   The stilling basin is long enough for the water to return to the uniform depth before reaching the riverbed (consider this for any discharge);

•   The minimum (water) discharge is qm  = 0.5 m3/s/m, while the average discharge is about qav = 1.0 m3/s/m. The design discharge for the river refers to the 100-year return event and is qdes = 1.2 m3/s/m plus an increment of 25%, due to stormwaters from the town which are discharged in the river (the duration of the 100-year return event can be assumed equivalent of a period of 6 hours);

•   The bed material ranges from medium to coarse sand with density ps  = 2650 kg/m3; the density of water is 1000 kg/m3; porosity is 40%; water viscosity is 10-6 m2/s. (If you need other parameters, make necessary assumptions).

A survey was commissioned by the council about 5 years ago to identify the grain size and sediment  transport  rates  upstream  and  downstream  the  old  barrage.  The  gran  size distribution is reported in Appendix-A. It was estimated the bed material induces a roughness that coincides with a Manning’s coefficient n = 0.018 s/m1/3  (this coincides to a friction f = 0.02). The sediment transport rate at the town was reported to coincide with the sediment transport  capacity.  Downstream  the  barrage,  capacity  was  observed  2.1  km  from  the structure, due to an afflux of sediment from a tributary stream.

Your tasks are:

Task 1: Estimate sediment transport capacity. (2pt)

Task  2:  Evaluate  sediment  transport  effects  (i.e.  changes  of  riverbed  levels)  upstream (towards the town) and at the barrage over a period of at least 2 years; extend the evaluation period if it is necessary, to obtain full understanding of the phenomenon. Assess barrage’s performance and the water levels upstream the structure over time. For simplicity, consider a time step of 1 month. Propose mitigation strategies if required. (8pt)

Task 3: Estimate the extent and timeframe of sediment transport effects downstream the stilling basin (assume an appropriate time step). Propose a mitigation strategy, if necessary. (10pt)

Compile and submit a report explaining (with text, figures, diagrams, tables etc…) each task in a concise, yet clear way. Make sure all initial conditions, assumptions, constraints, design ideas, etc… are clearly marked.