При установке в русле реки поперечной лесозадерживающей запани происходит формирование пыжа, форма которого зависит от местных скоростей течения, глубины реки, длины пыжа.
При достижении так называемой критической скорости лесоматериалы начинают подныривать под пыж, и он формируется многорядным по толщине. Значение критической скорости определяется по формуле [17]
где К0 – опытный коэффициент, зависящий от вида лесотранспортной единицы и плотности древесины в лыже;
g – ускорение свободного падения;
t – характерный линейный размер лесотранспортной единицы.
При формировании бревенного пыжа м/с, при формировании ледобревенного пыжа м/с. В большинстве случаев скорость потока превышает значение критической скорости, вследствие чего формируется многорядный пыж. По мере увеличения длины пыжа уровни реки на участке выше створа запани повышаются, так как поток создает необходимый запас потенциальной энергии для преодоления возросших гидравлических сопротивлений.
Повышение уровня реки при неизменном расходе воды приводит к увеличению площади живого сечения, следовательно, к уменьшению скорости потока на вышележащем участке,
Запанный пыж существенно изменяет гидравлический режим речного потока. Эти изменения относятся, прежде всего, к положению уровней и распределению скоростей потока на значительном участке реки. Если ниже запани уровни реки практически не изменяются по сравнению с бытовым, то выше запани наблюдается повышение уровней (подпор уровней). Подпором уровней называют разность уровней реки при бытовом состоянии потока и стеснении его пыжом. Подпор может достигать значительных величин, особенно при формировании ледобревенных пыжей, и вызывать затопление пойменных террас, вынос лесоматериалов и т.д.
Величину подпора можно определить различными методами, в основу которых положены принципы классической механики и гидравлики, например, уравнение Бернулли, теорема о количестве движения.
Ниже рассматриваются методы определения величины подпора на базе уравнения Бернулли и теоремы о количестве движения в случае неравномерного и равномерного движения потока.