Comparación de métodos geométricos y volumétricos para un modelo sólido 3D para la medición de la erosión de barrancos y el rendimiento de sedimentos
Autores: Luffman, Ingrid; Nandi, Arpita; Luffman, Benjamin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Comparación de métodos geométricos y volumétricos para un modelo sólido 3D para la medición de la erosión de barrancos y el rendimiento de sedimentos
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Erosión
Rendimiento de sedimentos
Métodos
Barranco
Trapezoidal
Modelo sólido 3D
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La erosión de cárcavas es un problema global que degrada la tierra y reduce su utilidad para la agricultura, el desarrollo y la calidad del agua. La cuantificación del rendimiento de sedimentos y el control de las fuentes de sedimentos son esenciales para la protección del medio ambiente. Se compararon cinco métodos para evaluar las tasas de erosión y el rendimiento de sedimentos en una ladera del este de Tennessee, EE. UU.: (1) medición física mediante la eliminación de sedimentos acumulados utilizando cubos de 10 L; (2) medición repetida de pines de erosión en áreas de cárcava (erosionales) y delta (deposicionales); (3) modelo geométrico utilizando un segmento de prisma cilíndrico trapezoidal; (4) modelo geométrico utilizando una serie de pirámides trapezoidales; y (5) modelado informático sólido en 3D. El modelo sólido en 3D creado en SolidWorks fue seleccionado como el modelo de referencia y todos los demás métodos sobreestimaron el rendimiento de sedimentos en diferentes grados. Los métodos de pines de erosión sobreestimaron el rendimiento de sedimentos en un 368% en deltas y un 123% en cárcavas. La medición volumétrica de sedimentos utilizando cubos sobreestimó el rendimiento de sedimentos en un 160% debido al espacio vacío en los cubos. El modelo de segmento de prisma cilíndrico trapezoidal sobreestimó el rendimiento de sedimentos en un 66% y el método de pirámides trapezoidales sobreestimó el rendimiento de sedimentos en un 5.7%. Para la estimación de sedimentos atrapados detrás de una presa de tela de sedimento elíptica o circular, el uso del método de pirámides trapezoidales proporciona una buena aproximación comparable al modelado informático sólido en 3D.
Descripción
La erosión de cárcavas es un problema global que degrada la tierra y reduce su utilidad para la agricultura, el desarrollo y la calidad del agua. La cuantificación del rendimiento de sedimentos y el control de las fuentes de sedimentos son esenciales para la protección del medio ambiente. Se compararon cinco métodos para evaluar las tasas de erosión y el rendimiento de sedimentos en una ladera del este de Tennessee, EE. UU.: (1) medición física mediante la eliminación de sedimentos acumulados utilizando cubos de 10 L; (2) medición repetida de pines de erosión en áreas de cárcava (erosionales) y delta (deposicionales); (3) modelo geométrico utilizando un segmento de prisma cilíndrico trapezoidal; (4) modelo geométrico utilizando una serie de pirámides trapezoidales; y (5) modelado informático sólido en 3D. El modelo sólido en 3D creado en SolidWorks fue seleccionado como el modelo de referencia y todos los demás métodos sobreestimaron el rendimiento de sedimentos en diferentes grados. Los métodos de pines de erosión sobreestimaron el rendimiento de sedimentos en un 368% en deltas y un 123% en cárcavas. La medición volumétrica de sedimentos utilizando cubos sobreestimó el rendimiento de sedimentos en un 160% debido al espacio vacío en los cubos. El modelo de segmento de prisma cilíndrico trapezoidal sobreestimó el rendimiento de sedimentos en un 66% y el método de pirámides trapezoidales sobreestimó el rendimiento de sedimentos en un 5.7%. Para la estimación de sedimentos atrapados detrás de una presa de tela de sedimento elíptica o circular, el uso del método de pirámides trapezoidales proporciona una buena aproximación comparable al modelado informático sólido en 3D.