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Evaluating the impacts of hydropower intake operations on upstream aquatic habitat is important for the development of environmentally sustainable hydropower and flood protection. A computational fluid dynamics model was used to simulate the flow field in the forebay of a high dam, Mica Dam in British Columbia, Canada. The model was used to evaluate the upstream hydraulics under various operational conditions and reservoir levels. This model, which was verified by a novel means of collected acoustic Doppler current profiler field measurements, highlights how appropriate intake selection may limit the volume of the forebay occupied by the entrainment risk zone. Additionally, a potential flow solution was applied to predict the velocity field induced by the intakes and the limitation of the potential flow solution was assessed. By linking the detailed knowledge developed of the forebay hydraulics to the established body of knowledge of fish behaviour, fish habitat use within the entrainment risk zone is also discussed in the context of hydropower optimization. Key words: computational fluid dynamics, fish entrainment, hydropower, intake, reservoir forebay. L'evaluation des repercussions de la prise d'eau pour l'exploitation d'hydroelectricite sur l'habitat aquatique en amont est importante pour le developpement d'une hydroelectricite durable sur le plan environnemental et la protection contre les inondations. Un modele de la dynamique numerique des fluides a ete utilise pour simuler le champ d'ecoulement dans le bassin d'admission d'un barrage eleve, soit le barrage Mica, en Colombie-Britannique, au Canada. Le modele sert a evaluer l'hydraulique en amont dans diverses conditions d'exploitaion et divers niveaux de reservoir. Ce modele, qui a ete verifie au moyen d'une nouvelle methode de mesure au moyen d'un profileur de courant a effet Doppler, met en evidence la facon dont la selection appropriee de prise d'eau peut limiter le volume du bassin d'admission occupe par la zone de risque d'entrainement. De plus, une solution d'ecoulement potentiel a ete appliquee pour predire le champ de vitesse induit par les prises d'eau et la limitation de la solution d'ecoulement potentiel a ete evaluee. En etablissant un lien entre les connaissances detaillees sur l'hydraulique des bassins d'admission et les connaissances etablies sur le comportement des poissons, l'utilisation de l'habitat des poissons dans la zone de risque d'entrainement est egalement examinee dans le contexte de l'optimisation de l'hydroelectricite. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: dynamique numerique des fluides, entrainement des poissons, hydroelectricite, prise d'eau, bassin d'admission., Introduction The construction of high dams around the globe for flood protection and hydropower production has resulted in the impoundment of large rivers and thus the creation of deep reservoirs. [...]

Flaring gate piers (FGPs) have been used to increase energy dissipation in stilling basins downstream of spillways. For projects with a low water head and large unit discharge together with a deep tailwater level, energy dissipation inside a conventional stilling basin is usually insufficient. This paper proposes a new partial flaring gate pier (partial FGP) scheme to intensify the energy dissipation inside the stilling basin. The results for the no FGP scheme, the conventional FGP scheme, and the partial FGP scheme were compared using a physical model study and numerical simulations. It was found that the partial FGP scheme (the alternation of flaring and no flaring gate piers in chambers) can contain the submerged hydraulic jump and high-speed water jet in the upstream region of the stilling basin. Thus, the water jet from the FGP chamber was forced to laterally diffuse, thereby intensifying the shear friction and turbulent kinetic energy and forming a vertical vortex from the bottom to the surface. Compared with the other two schemes, the flow pattern in the partial FGP scheme was improved significantly with much deeper air entrainment depth inside the stilling basin and much lower turbulent kinetic energy in the outgoing flow. The mean velocity of the outgoing flow also decreased by more than 20%. The common problems of secondary hydraulic jump outside the stilling basin were eliminated. Key words: flaring gate pier, energy dissipation, secondary hydraulic jump, vertical vortex, deep tailwater. Les jetees a vannes d'evasement (JVE) ont ete utilises pour accroitre la dissipation d'energie dans les bassins d'amortissement en aval des deversoirs. Pour les projets avec un bas niveau d'eau et de grandes unites de decharge ainsi qu'un niveau d'eau d'aval profond, la dissipation de l'energie a l'interieur d'un bassin d'amortissement conventionnel est generalement insuffisante. Cet article propose un nouveau programme de jetees a vannes d'evasement partiel (JVE partiel) pour intensifier la dissipation d'energie a l'interieur du bassin d'amortissement. Les resultats du programme sans JVE, du programme conventionnel de JVE etdu programme partiel de JVE ont ete compares a l'aide d'une etude de modele physique etde simulations numeriques. Il a ete constate que le programme de JVE partiel (alternance entre les vannes d'evasement et sans vannes dans les chambres) peut contenir un ressaut hydraulique submerge et un jet d'eau a grande vitesse dans la region en amont du bassin d'amortissement. Ainsi, le jet d'eau de la chambre de JVE a ete force de diffuser lateralement, ce qui a intensifie la friction de cisaillement/l'energie cinetique turbulente, et a forme un vortex vertical du fond a la surface. Par rapport aux deux autres programmes, l'ecoulement du programme de JVE partiel a ete ameliore de maniere significative, avec une grande profondeur d'entrainement d'air profond a l'interieur du bassin d'amortissement et une energie cinetique turbulente beaucoup plus faible dans le flux sortant. La vitesse moyenne du flux sortant a egalement diminue de plus de 20 %. Les problemes courants de ressaut hydraulique secondaire a l'exterieur du bassin d'amortissement ont ete elimines. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: jetee a vannes d'evasement, dissipation d'energie, ressaut hydraulique secondaire, vortex vertical, eau d'aval profonde., Introduction Stilling basins are commonly designed to dissipate excess energy, in particular for spillway flows (Hager and Li 1992; Hu 2013). Many measures have been proposed to increase the energy [...]

Channel confluence is a common feature in river systems. The flow dynamics associated with channel confluence are highly three-dimensional with strong flow circulations and secondary currents and can result in enhanced river mixing downstream. In this study, a three-dimensional numerical model was employed to estimate the secondary currents induced streamline curvatures and the resulting mixing rate at channel confluences with different junction angles and discharge ratios. The results show that while twin secondary circulations are found at channel confluence, their contribution to the mixing depends on their local positions with respect to the river streams. With the secondary current growing downstream, the mixing rate is accelerated, in particular for the cases with the side channel perpendicular to the main channel and having a relatively large discharge. Turbulent diffusion can contribute up to about half of the rapid mixing. The mixing rates for different simulation cases are examined. Key words: channel confluence, curvature, discharge ratio, junction angle, mixing, numerical modelling, secondary currents, transverse mixing coefficient. La confluence de canaux constitue une caracteristique commune des systemes fluviaux. La dynamique d'ecoulement liee a la confluence de canaux est tres tridimensionnelle avec des circulations d'ecoulement fortes et des courants secondaires vigoureux, ce peut mener a un meilleur brassage fluvial en aval. Dans cette etude, un modele numerique tridimensionnel a ete employe pour evaluer les courbures de ligne d'ecoulement causees par les courants secondaires et le taux de brassage produit aux confluences de canaux a differents angles de jonction et taux de debit. Les resultats montrent que tandis que les circulations secondaires jumelees se trouvent a la confluence des canaux, leur contribution au brassage depend de leurs positions locales par rapport a l'hydrographie. Avec le courant secondaire augmentant en aval, le taux de brassage est accelere, en particulier pour les cas dont le canal secondaire est perpendiculaire au canal principal et ayant un debit relativement important. La diffusion turbulente peut contribuer jusqu'a environ la moitie du brassage rapide. Les taux de brassage pour divers cas de simulation sont analyses. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : confluence de canaux, courbure, taux de debit, angle de la jonction, melange, modelisation numerique, courants secondaires, coefficient de brassage transversal., Introduction The meeting of two channels, such as a tributary joins a major river, is called channel confluence. In the confluence region, flow velocity, turbulence intensity, and channel hydraulic geometry [...]

Experimental and numerical studies were performed to investigate the pumping withdrawal of a Bingham plastic fluid using a vertical circular pipe. A Laponite suspension with 3% mass concentration was used for the experimental study. Results are compared with the theoretical solution of a point sink. A virtual point sink can be identified to exist below the intake along its centerline. With the assumption of an axisymmetric flow condition, radial velocity is found to be the same within a conical zone, but varies with the axial angle outside this zone in spherical polar coordinates. It was found that the flow viscosity and yield stress do not change the location of the virtual sink but they reduce the horizontal velocity of the Laponite suspension. The extent of the sheared flow region was also studied and the deformation radius was found to be proportional to the 1/3 power of the pumping rate. Key words: intake, point sink, pumping, viscoplastic fluids, velocity. Des etudes experimentales et numeriques ont ete realisees afin d'examiner le prelevement d'un fluide de plastique Bingham par pompage en utilisant un tuyau circulaire vertical. Dans le cadre de l'etude experimentale, on a utilise une suspension de Laponite ayant une concentration en masse de 3 %. On a compare les resultats avec la solution theorique d'un puits de point. On peut identifier l'existence d'un puits de point virtuel sous la prise le long de son axe. Selon l'hypothese de la condition d'ecoulement a symetrie axiale, on trouve que la vitesse radiale est la meme dans la zone conique, mais elle varie avec l'angle axial a l'exterieur de cette zone, et ce, en coordonnees polaires spheriques. Il s'est avere que la viscosite et le seuil d'ecoulement ne changent pas l'emplacement du puits virtuel, mais qu'ils ont l'effet de reduire la vitesse horizontale de la suspension de Laponite. On a aussi etudie l'etendue de la region d'ecoulement a cisaillement et il s'est avere que le rayon de deformation etait proportionnel au 1/3 de la force du taux de pompage. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: prise, puits de point, pompage, fluides viscoplastiques, vitesse., Introduction Pumping non-Newtonian fluids is important in many fields of engineering. Existing studies are mainly concentrated on the applications of pumps rather than the dynamics of the fluids. In biochemical [...]

We developed a successful on-site approach for design and construction of stream modifications that addressed challenging remote-site conditions of limited field data and available construction materials. Fish habitat connectivity enhancements were constructed within an Arctic headwater stream containing a naturally impassable cascade section with 13% slope, which was bypassed in a newly constructed channel at 5% slope with nature-like fishpass structures. Primary design considerations included (1) creating suitable hydraulic characteristics for fish passage in periods of high and low discharges; (2) reducing drop heights and creating unimpeded flow paths; (3) improving hydraulic complexity for a variety of stream habitats; and (4) salvaging and incorporating vegetation disturbed from construction activities into riparian and in-stream habitat structures. In high gradient reaches (2.5%-5%), we constructed boulder weirs, boulder chokes, and deflection boulders to overcome migration impediments. In medium gradient reaches (1.5-2.5%), rock ramps, boulder chokes, and deflection boulders were constructed to control hydraulic characteristics to ensure an unimpeded flow path, suitable hydraulic complexity, and resting zones. At lower gradients ( Key words: Arctic, ephemeral, fish passage, habitat connectivity, headwater streams, nature-like fishpass. Nous avons developpe une methode de terrain eprouvee permettant de concevoir et de mettre en reuvre des modifications sur des cours d'eau et permettant de surmonter des difficultes inherentes aux sites eloignees, a savoir le manque de donnees de terrain et de materiaux de construction disponibles. Des ameliorations de la connectivite de l'habitat des poissons ont ete apportees dans le cours superieur d'une riviere situee en zone arctique et comportant une cascade naturelle infranchissable caracterisee par une pente de 13%. Cette derniere a pu etre evitee grace a la construction d'un nouveau canal incline a 5% et comportant des passes a poissons d'aspect naturel. Les principaux criteres de conception etaient notamment : (1) la definition de caracteristiques hydrauliques adaptees au passage des poissons durant les periodes de fort ou de faible debit; (2) la reduction de la hauteur des cascades et la creation de voies d'ecoulement depourvues d'obstacles; (3) augmenter la complexite hydraulique pour creer une grande diversite d'habitats de cours d'eau; et (4) sauver et reconstituer la vegetation endommagee par les activites de construction sur les rives et dans les habitats de cours d'eau. Dans les cours d'eau a forte pente (2,5 a 5%), nous avons construit des seuils, des retrecissements et des deflecteurs avec des blocs de roche pour surmonter les obstacles a la migration des poissons. Dans les cours d'eau a pente moyenne (1,5 a 2,5%), on a construit des rampes, des retrecissements et deflecteurs avec des blocs rocheux afin de controler les caracteristiques hydrauliques et assurer que l'ecoulement de l'eau n'est pas entrave, que la complexite hydraulique soit appropriee et qu'il existe des zones de repos. Dans les cours d'eau a faible pente (< 1,5%), nous avons adopte une methode plus' douce ' en introduisant de la vegetation sur les rives et des debris de bois dans le lit des cours d'eau, afin que la qualite de l'habitat des poissons soit similaire a celle obtenue dans les cours d'eau a forte pente. Les reponses hydrauliques initiales aux modifications ont revele que le canal construit permettait d'obtenir, sur toute la longueur du cours d'eau etudie, des caracteristiques appropries d'un point de vue hydraulique et en ce qui concerne l'habitat des poissons. Nos observations permettent de mieux comprendre de l'hydraulique dans le cours superieur des rivieres dans l'Arctique canadien et aideront a concevoir a l'avenir des projets de restauration de cours d'eau ou de reconstitution d'habitats de poissons endommages ou dispams, dans des ecosystemes petits et eloignes. La presente etude de cas confirme qu'il est possible de mener a bien des projets de reconstitution d'habitat dans des environnements eloignes et complexes en utilisant une methode de conception et de mise en reuvre adaptative con^ue pour le terrain. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: Arctique, ephemere, passe a poissons, connectivite de l'habitat, cours superieur d'une riviere, passe a poisson d'aspect naturel., Introduction In systems where stream hydraulics are unsuitable for fish habitat, it is often possible to modify a channel to enhance the existing aquatic environment. If stream gradients are too [...]

Predicting disinfectant concentrations in water distribution systems using water quality models requires the input of the wall decay coefficient of the disinfectant. In this study, field water sampling data was integrated with network hydraulic and water quality model simulations of a section of the municipal water distribution system in the City of Edmonton, composed of predominantly cast iron piping, to determine a wall decay coefficient for combined chlorine (chloramine). Unique combined chlorine wall decay coefficients that provided the best fit of model-predicted chlorine concentrations to the field data were determined at two temperatures. Using the determined wall decay coefficients, the water quality model can be used to predict combined chlorine concentrations. Key words: water distribution system, water quality model, combined chlorine, chloramine, wall decay coefficient, bulk decay coefficient. Pour prevoir les concentrations de disinfectant a utiliser dans les reseaux de distribution d'eau a l'aide de modeles de qualite de l'eau, il est necessaire de connaitre le coefficient de degradation du disinfectant sur les parois des canalisations. Dans la presente etude, des donnees d'echantillonnages d'eau sur le terrain ont ete integrees a des simulations de modeles de qualite de l'eau realisees sur une portion du reseau municipal de distribution d'eau de la ville d'Edmonton, constitue en majeure partie de canalisations en fonte, afin de determiner le coefficient de degradation du chlore combine (chloramine) sur les parois de ces dernieres. Les seuls coefficients de degradation du chlore combine sur les parois qui ont permis d'obtenir la meilleure correspondance entre les concentrations de chlore determinees a l'aide de modeles et les donnees de terrain ont ete calcules pour deux valeurs de temperature distinctes. Il est donc possible de prevoir les concentrations de chlore combine a l'aide des coefficients de degradation sur les parois et du modele de qualite de l'eau. [Traduit par le Redaction] Mots-cles: reseau de distribution d'eau, modele de qualite de l'eau, chlore combine, chloramine, coefficient de degradation sur les parois, coefficient de degradation dans l'eau., 1. Introduction Chlorine is used as a disinfectant to protect water quality in municipal water distribution systems. Either free chlorine (hypochlorous acid) or combined chlorine can be used, with the [...]

Severe rain events can subject our existing drainage systems to capacity. While the conveyance capacity of sewers can be increased by temporarily tolerating a full pipe flow condition, the complex dynamics of water-air mixture occurring in vertical dropshafts can largely restrict the overall conveyance capacity of drainage systems. In this study, the hydraulic performance of plunging flow dropshafts is investigated experimentally with respect to their conveyance capacity. The model dropshaft consisted of an upstream horizontal inflow pipe, a vertical circular shaft, and an outflow pipe discharging to the atmosphere. Five setups were built with [D.sub.s]/[D.sub.i] from 1.0 to 3.0 for the range of drop heights H/[D.sub.s] = 3.0 to 21.0, where [D.sub.i] is the inlet pipe diameter, [D.sub.s] the shaft diameter, and H the drop height. A wide range of discharges up to Q* = 25 was tested, where Q* = Q/[(g[D.sup.5.sub.i]).sup.(1/2)]. Flow patterns recognized within the shaft (free flow, surface roller, plug flow, slug flow, and full pipe flow) help to assess the two stages of choking: the incipient and fully choked state. Criteria to predict choking occurrences were developed experimentally. The flow is considered to reach its conveyance capacity when an incipient choking state is visible. For a typical dropshaft with [D.sub.s]/[D.sub.i] = 2, Q* was found to be approximately 5. Key words: discharge capacity, hydraulics, hydraulic structures, plunging flow dropshaft. Des precipitations severes peuvent pousser les systemes d'evacuation des eaux actuels a completement remplir les systemes. Bien que la capacite d'evacuation des egouts puisse etre accrue en tolerant temporairement une condition d'ecoulement a plein tuyau, la dynamique complexe du melange air-eau survenant dans les puits verticaux peut grandement restreindre la capacite globale de transport des systemes d'evacuation des eaux. La presente etude examine la capacite de transport hydraulique des puits plongeants. Le puits modele comportait un tuyau horizontal d'arrivee en amont, un puits circulaire vertical et un tuyau de sortie se dechargeant a l'air libre. Cinq installations ont ete construites en utilisant des rapports [D.sub.s]/[D.sub.i] de 1,0 a 3,0 pour une plage de hauteurs de chute H/[D.sub.s] = 3,0 a 21,0, ou [D.sub.i] est le diametre interne du tuyau, [D.sub.s] est le diametre du puits et H la hauteur de chute. Une grande plage de decharges, jusqu'a Q* = 25 a ete testee, ou Q* = Q/[(g[D.sup.5.sub.i]).sup.(1/2)]. Des patrons d'ecoulement reconnus dans le puits (ecoulement libre, rouleau de surface, ecoulement en piston, ecoulement sublaminaire et ecoulement a plein tuyau) aident a evaluer les deux niveaux de blocage: l'etat initial et l'etat pleinement bloque. Les criteres pour predire les frequences de blocage ont ete developpes au moyen d'experiences. L'ecoulement est presume avoir atteint sa capacite de transport lorsqu'un etat de blocage initial est visible. Pour un puits vertical typique ou [D.sub.s]/[D.sub.i] = 2, le Q* etait d'environ 5. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: capacite d'elimination, hydraulique, structures hydrauliques, puits vertical plongeant., Introduction The hydraulic performance of a vertical plunging dropshaft has not yet been investigated in relation to its conveyance capacity. The conveyance capacity of a dropshaft is defined as the [...]

This study examines stream modification efforts to increase the productive capacity of an isolated system of three small lakes in the Barrenlands region of Arctic Canada by enhancing system connectivity. The lakes' outlet streams were modified to create conditions favourable for fish passage and thereby promote migration among the lakes and the large lake into which they drain. Gabion step pools (in two streams) and a nature-like choke-and-pool structure (in one stream) were installed. Two years of post-construction hydraulics data were compared to data collected for two years prior to construction to determine the efficacy of the various stream modifications. Initial evaluations indicated unsuccessful performance of gabion step pools, so after the first year, they were retrofitted with boulders to increase flow depth, restrict discharge, improve flow duration, and create unimpeded connections rather than sudden drops. Variation of lake levels and duration, variability, and depth of stream flow indicated that outlet geometry and lake catchment area should be important considerations when enhancing connectivity for fish migration in ephemeral systems. A narrow, rectangular cross-section was deemed effective for increasing flow depth while decreasing discharge, resulting in increased duration of flows. Catchment area was an effective indicator of a headwater lake's potential response to connectivity enhancements. Smaller catchments may provide inadequate runoff to sustain minimum storage requirements for enhanced connectivity. Our findings should advance the knowledge of headwater system hydraulics in the Barrenlands and assist in designing future fish habitat compensation projects on similar systems. Key words: Arctic, ephemeral, freshet, habitat connectivity, headwater streams, nature-like fishpass. La presente etude examine la modification de ruisseaux afin d'ameliorer la capacite de production d'un systeme isole de trois petits lacs dans la toundra de l'arctique canadien en ameliorant la connectivite des systemes. Les effluents des lacs ont ete modifies pour creer des conditions favorables au passage des poissons et ainsi promouvoir la migration entre les lacs et le grand lac dans lequel ils se drainent. Des mares avec marches de gabion (dans deux ruisseaux) et une structure simili naturelle d'etranglement et d'etang (dans un ruisseau) ont ete installees. Des donnees hydrauliques, prelevees durant deux annees suivant la construction ont ete comparees a des donnees colligees sur deux annees avant la construction, afin de determiner l'efficacite des diverses modifications aux ruisseaux. Les evaluations initiales indiquaient un rendement inadequat des mares avec marches de gabion; alors, apres la premiere annee, des grosses roches ont ete ajoutees pour augmenter la profondeur d'ecoulement, restreindre la decharge, ameliorer la duree de l'ecoulement et creer des raccords non obstrues plutot que des chutes abruptes. La variation du niveau des lacs, la duree, la variabilite et la profondeur de l'ecoulement des ruisseaux indiquent qu'il faut tenir compte de la geometrie de l'exutoire et du bassin hydraulique du lac lorsque l'on desire augmenter la connectivite des systemes ephemeres pour la migration des poissons. Une section transversale rectangulaire etroite a ete jugee efficace pour augmenter la profondeur de l'ecoulement tout en diminuant la decharge, ce qui a augmente la duree des ecoulements. La superficie du bassin hydrologique etait un indicateur efficace de la reponse potentielle du lac amont a une meilleure connectivite. De plus petits bassins hydrologiques pourraient ne pas avoir un ruissellement adequat pour repondre aux exigences minimales de stockage pour une connectivite amelioree. Nos conclusions devraient permettre de faire progresser les connaissances sur l'hydraulique des bassins hydrauliques dans la toundra et aider a concevoir les futurs projets de compensation des habitats de poisson dans des systemes similaires. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: arctique, ephemere, crue nivale, connectivite de l'habitat, eau d'amont des ruisseaux, passes migratoires semblables aux naturelles., 1. Introduction In ephemeral headwater systems, outlet elevation and geometry play important roles in governing lake storage thresholds and stream discharge. Modifying outlet characteristics will impact discharge, water storage, and [...]

Hydraulic geometry and resistance to flow of headwater streams in the Northwest Territories of Canada are presented in this paper. Power functions describe at-a-station hydraulic geometry relationships very well, where positive exponents of width, depth, and velocity have mean values of 0.14, 0.17, and 0.65, respectively. These values were found to be lower, much lower, and higher than corresponding mean values of width, depth, and velocity exponents found in the literature. The mean velocity exponent is greater than mean width and depth exponents combined, demonstrating the dominant role of velocity in accommodating varying discharge in all streams evaluated in this study. Darcy-Weisbach resistance factor (f) and Manning's n individually vary over three orders of magnitude, 1.0-267 and 0.085-1.37, respectively. Despite large ranges, hydraulic relations are described effectively through power equations and Keulegan function curves fitted for each section. Key words: hydrotechnical engineering, fluid mechanics and hydrodynamics, hydraulic geometry, resistance to flow. Cet article presente la geometrie hydraulique et la resistance a l'ecoulement de ruisseaux de tete dans les Territoires du Nord-Ouest du Canada. Les fonctions de puissance decrivent tres bien les relations de geometrie hydraulique a la station ou les exposants positifs de largeur, de profondeur et de vitesse valent respectivement 0,14, 0,17 et 0,65. Ces valeurs se revelent plus basses, beaucoup plus basses, et plus elevees que les valeurs moyennes correspondantes des exposants de largeur, de profondeur et de vitesse trouves dans la litterature. L'exposant de vitesse moyenne est superieur aux exposants combines de largeur et de profondeur moyennes, demontrant la dominance de la vitesse pour traiter de la variabilite de la decharge dans tous les ruisseaux evalues lors de cette etude. Le facteur de resistance (f)de Darcy-Weisbach et le n de Manning varient individuellement de trois ordres de grandeur, respectivement 1,0-267 et 0,085-1,37. Malgre de larges plages, les relations hydrauliques sont decrites efficacement par l'utilisation d'equations de puissance et les courbes de fonction de Keulegan ajustees a chaque section. Mots-cles: hydraulique, mecanique des fluides et hydrodynamique, geometrie hydraulique, resistance a l'ecoulement. [Traduit par la Redaction], 1. Introduction The term 'hydraulic geometry' (downstream and at-a-station) quantitatively describes the relationship among principal hydraulic variables of river width, depth, and velocity with changing discharge. Downstream hydraulic geometry deals [...]

This note presents a brief comparison between the discharge over a sharp-crested weir and a finite crest length weir, with either a sharp-edged or rounded entrance, for any given head over the weir. It has been found that even though in general, the sharp-crested weir passes more flow than the finite crest length weir, there is a small range in which the short-crested form of the finite crest length weir passes more flow than the sharp-crested weir. Key words: weirs, flow measurements, open channel flow, water flow. Cette note presente une courte comparaison entre la decharge par-dessus un deversoir en paroi mince et un deversoir d'une longueur de crete determinee, avec une entree a crete soit mince ou ronde, pour tout niveau au-dessus du deversoir. Bien qu'en general le deversoir en paroi mince permette un plus grand debit que celui d'une longueur de crete determinee, il a ete decouvert qu'il existe une petite plage dans laquelle la forme de crete courte du deversoir d'une longueur de crete determinee permet plus d'ecoulement que le deversoir en paroi mince. Mots-cles: deversoirs, mesures de debit, ecoulement a surface libre, debit d'eau. [Traduit par la Redaction], Introduction Weirs of different types are used for flow control and measurement in open-channels. Among these, our understanding of flow over sharp-crested weirs is good but the same cannot be [...]

Water supply to rural communities has historically been difficult. The sparse population distribution results in large infrastructure cost per capita compared to larger urban municipalities. The challenge is to deliver this water efficiently and minimize the corresponding increase in wastewater. Urban water systems supply both fire flow and drinking water at high pressures in large pipes. One solution for rural areas is supplying only potable water using small pipes that are supplied in long spools and that can be ploughed-in, a novel method of direct-bury. This water is delivered to private cisterns at low pressure, extending the range of the system for the same input energy level. Pressure control valves are used to keep pressure positive at high points to safeguard water quality. Modelling is particularly important in rural systems, where extensive pipeline distances and elevation difference result in significant head losses and areas of high local pressure. Key words: water supply, water distribution, rural. L'approvisionnement en eau des communautes rurales a toujours ete difficile. La population eparse engendre de forts couts d'infrastructure par habitant par rapport aux grandes municipalites urbaines. Le defi est de livrer cette eau de maniere efficace et de minimiser l'augmentation correspondante en eaux usees. Les reseaux d'approvisionnement en eau urbains fournissent l'alimentation pour la lutte contre les incendies et l'eau potable a de fortes pressions dans de grands tuyaux. Une solution pour les zones rurales est de fournir uniquement l'eau potable en utilisant des longs tuyaux de petits diametre fournis en longues bobines et qui peuvent etre enfouis a la charrue, une methode novatrice d'enfouissement direct. Cette eau est livree dans des citernes privees a faible pression, prolongeant la portee du systeme pour un meme niveau d'energie. Des soupapes regulatrices de pression sont utilisees pour maintenir une pression positive aux points eleves afin de conserver la qualite de l'eau. La modelisation est particulierement importante dans les reseaux ruraux, ou les longues distances de pipelines et les differences en elevation engendrent de fortes pertes de charge et des zones de pression locale elevee. Mots-cles : approvisionnement en eau, distribution de l'eau, rural. [Traduit par la Redaction], Introduction In recent years in Alberta, there has been a push to develop regional partnerships to provide services such as potable water. The development of a regional water service ensures [...]

Lake-stream networks dominate much of northern Canada. This study explores the hydrological characteristics of an outlet stream from a headwater lake in the Northwest Territories of Canada. Flow hydrographs indicated that stream flow was maximal in most of the cross sections during the first week of July, and subsequently declined to zero by the first week of August 2009 and last week of August 2010. Water balance analysis indicated that the lake can be recharged by runoff from the catchment, but summer evaporation, combined with groundwater loss, caused draw down of lake level below the outflow threshold. Summer rainfall in this semi-arid environment was insufficient to overcome storage deficits to re- establish flow connectivity between lakes. The suitability of the stream sections were assessed for small and large young-of-the- year Arctic grayling based on stream geometry, stream flow characteristics, stream water temperature, and stream water quality. Key words: lake-stream connectivity, hydrological characteristics, water balance, fish suitability. Les reseaux hydrographiques de lacs et de rivieres dominent une grande partie du nord canadien. La presente etude explore les caracteristiques hydrologiques d'un ruisseau de deversement d'un lac de tete dans les Territoires du NordOuest du Canada. Les hydrographes d'ecoulement indiquent que l'ecoulement des ruisseaux etait maximal dans la plupart des profils durant la premiere semaine du mois de juillet et qu'il avait par la suite decline a zero a la premiere semaine du mois d'aout 2009 et a la derniere semaine d'aout 2010 respectivement. L'analyse du bilan hydrique indique que le lac peut etre recharge par ruissellement du bassin hydrographique, mais l'evaporation durant l'ete, combinee a la perte d'eau souterraine, a abaisse le niveau du lac sous le niveau du seuil de l'exutoire. Les precipitations de l'ete dans cet environnement semi-aride n'etaient pas suffisantes pour surmonter les deficits de stockage et ainsi retablir l'ecoulement connectant les lacs. L'adequation des sections de ruisseaux a ete evaluee pour les petits ombres arctiques et les grands de l'annee en se basant sur la geometrie des ruisseaux, les caracteristiques de l'ecoulement du ruisseau, la temperature de l'eau dans les ruisseaux ainsi que la qualite de l'eau des ruisseaux. Mots-cles : reseau hydrographique de lacs et de rivieres, caracteristiques hydrologiques, bilan hydrique, adequation des cours d' eau pour les poissons. [Traduit par la Redaction], 1. Introduction The Barrenlands region of Canada's Northwest Territories has an abundance of water resources, which occupy up to 30% of this northern landscape, and are often present as chains [...]

Oblique weirs are commonly used in urban drainage systems to remove excess flow from a sewer, in particular, a combined sewer system that has limited conveyance capacity. It is important to understand the hydraulics of these weirs to properly monitor the amount of the overflows as well as to design and improve sewer systems. The Rat Creek structure in Edmonton, Alberta, is a combined sewer overflow structure with a weir at an oblique alignment to the centerline of the sewer. A physical model study of the structure was conducted. The results show that both the approach flow conditions and the chamber geometry can significantly affect the hydraulic performance of the weir and invalidate the application of standard weir equations, A unique flow regime with a linear head-discharge rating curve was observed. The effects of modifying the weir and the hanging baffle wall downstream of the weir were also studied and reported. The results of this case study help to improve the understanding of the hydraulics of oblique weirs in sewer systems. Key words: combined sewer overflow, oblique weirs, hydraulics, rating curve, urban drainage. Des deversoirs obliques sont souvent utilises dans les reseaux de drainage urbains afin d'eliminer l'excedent d'un reseau d'egout, plus particulierement d'un reseau unitaire d'assainissement ayant une capacite limitee de transport. Il est important de bien comprendre l'hydraulique de ces deversoirs afin de mieux surveiller la quantite de debordement et de concevoir et d'ameliorer les reseaux d'egout. La structure de Rat Creek, a Edmonton, Alberta, est une structure de debordement d'egouts unitaires munie d'un deversoir aligne obliquement par rapport a la ligne mediane de l'egout. Une etude de la structure a ete realisee en utilisant un modele physique. Les resultats montrent que les conditions de 1'ecoulement d'entree et la forme de la chambre peuvent grandement affecter le rendement hydraulique du deversoir et invalider les equations standards des deversoirs. Un regime d'ecoulement unique avec une courbe hauteur-debit lineaire a ete note. Les effets des modifications an deversoir et du mur deflecteur suspendu en aval du deversoir out egalement ete etudies et rapportes. Les resultats de cette etude de cas aident a ameliorer la comprehension de l'hydraulique des deversoirs obliques dans les reseaux d'egout. Mots-cles: debordement d'egouts unitaires, deversoirs obliques, courbe hauteur-debit, drainage urbain. [Traduit par la Redaction], Introduction A weir is a hydraulic control structure commonly built perpendicular to the direction of the approaching flow to measure discharges. An oblique or skewed weir is one placed obliquely [...]

This paper reports on a laboratory investigation into the performance of a novel stacked drop manhole design where two identical rectangular manholes are stacked one beside the other but at different heights so that there is a drop in elevation from one to the other. The focus of the study was to estimate the energy dissipation that occurs in such stacked manholes during diverse inflow conditions. Flow regimes inside the structure were identified and the effectiveness of the design was assessed under variable inflow conditions. Total energy dissipation in the stacked manhole was found to range from about 50% to 90%, and the contribution of each manhole chamber to the overall energy dissipation was assessed. A relationship between water depths in the manhole chambers and the corresponding outflow conditions was established. In addition, an analysis of the flow patterns and flow regimes highlighted the relevant parameters involved in the mechanisms of energy dissipation. Key words: urban hydraulics, drop manhole, energy dissipation. Cet article aborde une etude en laboratoire sur le rendement d'une nouvelle conception de regards avec chute empiles ou deux regards rectangulaires identiques sont empiles avec une difference d'elevation. Cette etude porte principalement sur l'estimation de la dissipation d'energie dans un tel regard empile pour diverses conditions de debit entrant. Les regimes d'ecoulement dans la structure ont ete identifies et l'efficacite de la conception a ete abordee sous des conditions variables de debit entrant. La dissipation d'energie totale dans le regard empile se trouvait entre 50% et 90% et la contribution de chaque chambre du regard a ete evaluee par rapport a la dissipation d'energie globale. Une relation entre les profondeurs d'eau dans les chambres des regards et les conditions de sortie est determinee. De plus, une analyse des schemas hydrauliques et des regimes d'ecoulement a fait ressortir les parametres applicables aux mecanismes de dissipation de l'energie. Mots-cles : hydraulique urbaine, regard avec chute, dissipation d'energie. [Traduit par la Redaction], 1. Introduction Outfalls discharging into rivers should ensure that their erosive capacity is not detrimental to the receiving river or creek system. Windermere Subdivision is a recently constructed urban development [...]

Abstract: Findings are described from a laboratory-scale model of flow through orifices on manhole covers and through three types of grating inlets used by the City of Edmonton. The results [...]