Drone- og geospatialt hold bliver det første til at kortlægge Coca-floden i Amazonas-bassinet

Larson og Stockwell beskrev opsendelse af droner eller stablede udstyrshylstre og endda deres egne hænder. Murphy dukkede også op i form af uventede flyveforhold. Stockwell sagde, at kombinationen af ​​dal, vand og bjerge omkring dem skabte variable vindhastigheder og retninger. Holdet havde også til tider brug for at flyve dronerne fra et andet perspektiv end normalt:Typisk kigger dronepiloter op på den enhed, de styrer. Holdet gjorde dette, da de var nede i Coca-flodens flodleje.

Holdet piloterede dog også dronen fra oven, mens de stod på clias, 1.000 fod over floden. Denne vinkel kan påvirke både navigations- og kommunikationsforbindelser.

Larson sagde, at det ecuadorianske militær gav dem tilladelse til at modarbejde visse droneflyvningsregler for at fuldføre missionen, såsom at flyve under 400 fod og holde dronen inden for direkte synlighed.

"Vi var i stand til virkelig at skubbe grænserne for droneoperationer dernede," sagde Larson. "Det gav os muligheden for at flyve i hvilken som helst højde, vi ønskede, såvel som uden for den visuelle synslinje."

"Hvis det ikke var for [det ecuadorianske militær], tror jeg ikke, vi rent faktisk ville have kortlagt de 100 kilometer."

Afhængig af fremmede menneskers venlighed

Holdet stolede også på hjælp fra Ecuadors civile. Til tider var de eneste steder at lancere i privatejede marker eller baggårde. I disse tilfælde hjalp CELEC-repræsentanter ved at banke på døre og tale med folk om missionen. Det meste af samfundet havde ingen problemer med at lade holdet affyre droner på deres ejendom.

Larson sagde, at folk ikke kun var forstående, men også imødekommende. Han grinede, da han genfortællede en bestemt historie, der fremhævede denne gæstfrihed. En dag fandt de det perfekte lanceringssted på en skolefodboldbane, der havde udsigt over 10-15 kilometer af floden, de skulle kortlægge. Efter at have talt med flere byfolk sagde Larson, at holdet fandt skolelederens hus. De bankede på døren og bad om tilladelse til at få adgang til skolens område for at affyre droner.

Rektor forpligtet. Hun sendte sin søn i folkeskolen for at låse skoleporten op. Han hoppede på sin scooter og førte holdets lastbil til skolen et par hundrede meter væk.

"Det var et stort, kritisk øjeblik for os, for hvis vi ikke havde adgang til den skole, ville vi have kæmpet for at finde et godt sted at lancere," sagde Larson. "Det ecuadorianske folk er så søde, og de forstår, hvad der sker dernede."

Jordskred forårsaget af floderosion og sedimentation var ved at fjerne landsbyens veje langs floden. Mange brugte offentlig transport til at pendle til Quito, landets hovedstad, for at arbejde. Andre var afhængige af hovedvejen til at transportere varer ind og ud af landsbyen. Larson sagde, at hvis en bestemt bro langs hovedvejen skulle blive underskåret af jordskredene, ville det tage yderligere 10 timer at køre fra landsbyen til hovedstaden.

Et bjerg af data, en flod af resultater

Holdet fuldførte missionen med at kortlægge over 100 kilometer, omkring 62 miles, af Coca-floden på under 15 dage. Larson vendte tilbage til USA og begyndte at behandle de to terabyte data, som dronerne indsamlede. De højtydende computeregenskaber hos ORNL var afgørende for denne del af missionen.

"Du vil ikke tage en bærbar computer og prøve at behandle 52 flyvninger. Det tager evigheder," sagde Larson. "Det har været rigtig gavnligt at bruge vores computerressourcer i laboratoriet."

Før Larson og Stockwell besøgte Ecuador, indsamlede CELEC-teams 10 til 20 kilometer topografisk information cirka hver anden måned ved hjælp af grundlæggende droner og teknologi.

ORNL's team var i stand til at opnå på to uger, hvad der tidligere kan have taget otte måneder eller længere. Larson hjalp med at omdanne dronekortene til 2D- og 3D-modeller med centimeteropløsning, som nu bliver brugt til at opdatere de nationale kort over Ecuador og til at lave bedre ingeniørmodeller til CELEC og Army Corps of Engineers.

Disse modeller vil hjælpe CELEC og deres partnere med at overgå erosions- og sedimentationshastigheden. "Det vil virkelig hjælpe dem med at forstå steder med et stort potentiale for jordskred," sagde Larson.

"Men de kan også se på, 'okay, hvis vi har brug for at genopbygge en bro, hvor kan vi så genopbygge den?' Når vi siger 'kilometer 60', ved vi præcis, hvor det er."

McConnell sagde, at holdet først vil stabilisere erosionszonen opstrøms for den tidligere vandfaldsplacering i foråret 2024. Derefter, sagde han, vil opmærksomheden vende sig mod at bremse virkningerne af sedimentbelastningen, der bevæger sig nedstrøms.

"Det er professionelt spændende at arbejde sammen om at finde en løsning," sagde McConnell. "Du ved, du lader ind i det store ukendte - der er ingen køreplan for dette." Espinoza Girón sagde, efter at have set på modellerne, overvejer gruppen adskillige muligheder for afbødning af sedimentation, herunder en omledningstunnel, der ville bringe vandkraftværkets udløbsstruktur længere nedstrøms for at undgå at blive begravet i sediment.

En anden mulighed, han nævnte, var at skabe kunstige knickpoints eller skarpe dråber i flodlejet, som ville genskabe, hvordan en flod kan dannes naturligt og bremse erosionen fra det strømmende sediment.

Den valgte sti kunne være et klokkeslæt for fremtidige geologiske begivenheder af denne art. Barrera Crespo tilføjede, at den hastighed, hvormed Coca-flodens erosion og sedimentering skred frem, skabte et unikt casestudie for hydrogeologiområdet. Han håber, at det vil fremhæve behovet for ordentlig sedimenthåndtering, efterhånden som nye dæmninger bygges, nu hvor virkningerne kan ses over måneder i stedet for de normale årtier, det tager for en flodleje at sætte sig og erodere.

"Sedimenttransport-relaterede problemer i floder er ikke så lette at se i normale tidsskalaer," sagde Barrera Crespo. "Dette er dybest set en gang-i-livet-mulighed, vi har for at tackle dette problem. Med hjælp fra verdenskendt ekspertise har dette været en værdifuld mulighed for alle."

For Larson er den vigtigste del af missionen evnen til at hjælpe Ecuadors folk og deres land. Men det er også et skelsættende øjeblik for hans karriere.

"At møde alle mennesker dernede og se den effekt, vi kunne give, vil helt sikkert være blandt højdepunkterne i min karriere," sagde Larson. "Jeg vil huske det her resten af ​​mit liv."

UT-Battelle administrerer ORNL for Department of Energy's Oaice of Science, den største enkeltstående tilhænger af grundforskning i de fysiske videnskaber i USA. Office of Science arbejder på at løse nogle af vor tids mest presserende udfordringer.

Leveret af Oak Ridge National Laboratory