Ligninger hjælper med at forudsige vandets adfærd i floder

Floddiger er små dæmninger lavet af jord, der bruges til at holde vandet i en flods løb, uden at påvirke forløbet for meget. Imidlertid, når vandet overstiger et vist niveau på grund af oversvømmelse, diget knækker, forårsager katastrofer, der kan være ødelæggende for menneskeliv eller forårsage enorme økonomiske tab.

At give en løsning på dette problem og forbedre livet for dem, der bor i nærheden af ​​flodbredder, er også Hydraulics arbejde. Derfor, Hydraulikteknik professor Óscar Castro Orgaz, fra Agronomiafdelingen ved University of Cordoba sammen med et hold af internationale forskere, udviklet et system af fysikligninger, der modellerer hvordan, når vand løber ud over et jorddige, diget knækker, forårsager deraf følgende overløb af flodens løb.

Det er de ikke de første til at gøre. Denne form for forskning har fundet sted i nogen tid nu inden for flodhydraulik, men de fleste forudsigelige modeller, der er blevet udviklet til dato, antager, at diget altid er stationært, og at vandet, der strømmer forbi, blot eroderer dets overflade kontinuerligt. Dette sker ikke altid. Og det er den variabel, som University of Cordoba inkorporerede. Denne nye model tager højde for den deformation, som jordbunden gennemgår (som diget består af), mens vandet vælter ud over og eroderer det.

For at forudsige under hvilke forhold og hvordan diget vil bryde, og derfor stole på de nødvendige værktøjer til at foregribe og imødegå dette problem, forskerne brugte en hybridanalyse baseret på fysikligninger løst af en matematisk model, og på samme tid, udført en række laboratorieforsøg for at verificere, om ligningerne og modellen gav resultater, der var i overensstemmelse med virkeligheden.

En digereplika i reduceret skala gjorde det muligt at teste modellen for at verificere den. Testene på denne model muliggjorde analysen af ​​modellens forudsigelseskapacitet, ved hjælp af variabler som hastighed, tryk, vandstand og friktion med diget. Ud over, der blev taget højde for egenskaberne af de materialer diget er opbygget af.

Dette arbejde er et skridt videre i undersøgelsen af ​​flodhydraulik udført inden for VÁMONOS (CTM-2017-85171-C2-1-R) State Research Plan Project, hvor forskellige problemstillinger i floddynamikken analyseres, såsom forhindringer, der hindrer flodernes løb.