Aire de entrainment y erosión de pendiente durante el desbordamiento en un dique cubierto por césped no uniforme
Autores: Igarashi, Yoshiya; Tanaka, Norio; Junjua, Muhammad W. A.; Kobori, Takeharu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Aire de entrainment y erosión de pendiente durante el desbordamiento en un dique cubierto por césped no uniforme
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Daños por inundación
Fallo de dique
Césped
Erosión
Entrainment de aire
Patrones de flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Para mitigar los daños por inundaciones causados por el desbordamiento de un dique, es esencial prevenir la falla del dique o extender el tiempo hasta la ruptura. Aunque el césped en la pendiente de un dique es efectivo para suprimir la erosión, el mantenimiento insuficiente puede reducir su cobertura. Cuando ocurre el desbordamiento en tales condiciones de césped no uniforme, el flujo tiende a atrapar aire. En los desagües, se sabe que la captura de aire reduce la pérdida de fricción; por lo tanto, también puede contribuir a disminuir el esfuerzo cortante y la profundidad de erosión. Este estudio realizó experimentos en canaletas con césped artificial dispuesto en varios patrones en las pendientes de los diques para investigar los patrones de flujo, la captura de aire y la erosión. El patrón de flujo cambió dependiendo de la disposición del césped y la profundidad del desbordamiento, y la captura de aire ocurrió debido a las fluctuaciones de la superficie del agua alrededor del césped. Se encontró que el punto de inicio de la captura de aire era similar o más corto que el observado en desagües escalonados. Además, los experimentos mostraron una tendencia a que la profundidad de erosión disminuyera una vez que la captura de aire se desarrolló completamente. Este hallazgo es significativo porque sugiere que la erosión puede potencialmente minimizarse no solo reforzando la estructura del dique en sí, sino también modificando las características del flujo a través de diseños que promuevan la captura de aire.
Descripción
Para mitigar los daños por inundaciones causados por el desbordamiento de un dique, es esencial prevenir la falla del dique o extender el tiempo hasta la ruptura. Aunque el césped en la pendiente de un dique es efectivo para suprimir la erosión, el mantenimiento insuficiente puede reducir su cobertura. Cuando ocurre el desbordamiento en tales condiciones de césped no uniforme, el flujo tiende a atrapar aire. En los desagües, se sabe que la captura de aire reduce la pérdida de fricción; por lo tanto, también puede contribuir a disminuir el esfuerzo cortante y la profundidad de erosión. Este estudio realizó experimentos en canaletas con césped artificial dispuesto en varios patrones en las pendientes de los diques para investigar los patrones de flujo, la captura de aire y la erosión. El patrón de flujo cambió dependiendo de la disposición del césped y la profundidad del desbordamiento, y la captura de aire ocurrió debido a las fluctuaciones de la superficie del agua alrededor del césped. Se encontró que el punto de inicio de la captura de aire era similar o más corto que el observado en desagües escalonados. Además, los experimentos mostraron una tendencia a que la profundidad de erosión disminuyera una vez que la captura de aire se desarrolló completamente. Este hallazgo es significativo porque sugiere que la erosión puede potencialmente minimizarse no solo reforzando la estructura del dique en sí, sino también modificando las características del flujo a través de diseños que promuevan la captura de aire.