Bank erosion in alluvial rivers with non-cohesive soil in unsteady flow

Abstract

Bislang ist die Theorie der Böschungsbruchvorgänge für kohäsionslosen Boden auf ebenen Gleitfugen in einem rollenden, nicht verdichteten und voll gesättigten Boden mit diskreten Körnern begrenzt und damit vor allem für Kiesboden anwendbar. Die vorliegende Felduntersuchung hat aber gezeigt, dass Unterspülung und Gleitfugen unterhalb des Wasserspiegels sowie Abbruch der Überhänge die dominanten Prozesse im kohäsionslosen verdichteten (sandigen) Boden unter instationären Bedingungen sind. Diese Prozesse wurden in der vorliegenden Arbeit durch eine innovative Methode modelliert, die durch Feldmessungen validiert wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass diese Methode die Genauigkeit der Simulation im Vergleich zu den bisherigen Methoden bis zu sechsmal verbessert.

So far the theory of bank failure in non-cohesive soils is limited to the avalanche of loose, not compacted, fully saturated discrete grains, applicable mainly to gravel banks. However, the present field investigation indicated that undercutting of the riverbank, slip failure of the submerged zone of the bank, as well as cantilever failure of the overhang are the dominant processes in non-cohesive dense (sandy) soils under unsteady flow conditions. These processes have been modelled in the present work by an innovative method, which has been validated by field measurements. The results showed that the method enhanced the simulation accuracy up to six times in comparison to the earlier methods.