Investigación Numérica de la Efectividad de Estructuras Híbridas de Vegetación y Terraplenes para la Mitigación de Tsunamis Introducidas Después del Tsunami de 2011
Autores: Tanaka, Norio; Igarashi, Yoshiya; Zaha, Takehito
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Investigación Numérica de la Efectividad de Estructuras Híbridas de Vegetación y Terraplenes para la Mitigación de Tsunamis Introducidas Después del Tsunami de 2011
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Tsunami
Estructuras híbridas
Simulaciones numéricas
Vegetación
Terraplén
Mitigación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Como medida de mitigación contra la inundación por tsunamis, las estructuras híbridas de vegetación y terraplenes recibieron atención después del Gran Tsunami del Este de Japón en 2011, y algunas estructuras ya se han construido o están en construcción en Japón. El presente estudio realizó una serie de simulaciones numéricas utilizando un sistema híbrido compuesto por una estructura artificial (un terraplén, un foso) y un componente natural (vegetación) que se propuso experimentalmente en estudios anteriores como una estructura efectiva para la mitigación de tsunamis. Después de validar el modelo numérico utilizando datos publicados, este estudio investigó las diferencias en el rendimiento del sistema híbrido al cambiar el período de tsunami y las características de altura del flujo tipo oleaje similar a un tsunami. Como resultado, el retraso en el tiempo de llegada del tsunami (T) no se vio afectado por el período de ola del tsunami para las estructuras híbridas investigadas. Entre las estructuras investigadas, el Caso VeME (donde Ve M y E representan vegetación, foso y terraplén, respectivamente, en ese orden desde el mar) mostró el máximo rendimiento de T. Las reducciones del volumen de desbordamiento (Q), el índice de fuerza del fluido (RFI) y el índice de momento (RMI) disminuyeron durante el período del tsunami. El efecto de mitigación del tsunami está estrechamente relacionado con la relación entre los tiempos de desarrollo del aumento de agua de fondo, el salto hidráulico y el período del tsunami. El Caso VeME fue efectivo para T, Q y RMI. El Caso EMVe fue especialmente efectivo para RFI. Cuando el período del tsunami es corto, el nivel del agua en la costa comienza a disminuir antes del desarrollo completo del salto hidráulico generado en el sistema híbrido. Así, el volumen de desbordamiento hacia el interior disminuye y los efectos de mitigación aumentan. Cuando el período del tsunami es largo, el fenómeno de retroceso en el nivel máximo de agua no afecta los valores máximos, por lo que los efectos de mitigación se vuelven menores en comparación con el período corto. Sin embargo, la superioridad sobre otras estructuras se mantiene en el Caso VeME y el Caso EMVe con vegetación hacia el mar y vegetación hacia el interior, respectivamente.
Descripción
Como medida de mitigación contra la inundación por tsunamis, las estructuras híbridas de vegetación y terraplenes recibieron atención después del Gran Tsunami del Este de Japón en 2011, y algunas estructuras ya se han construido o están en construcción en Japón. El presente estudio realizó una serie de simulaciones numéricas utilizando un sistema híbrido compuesto por una estructura artificial (un terraplén, un foso) y un componente natural (vegetación) que se propuso experimentalmente en estudios anteriores como una estructura efectiva para la mitigación de tsunamis. Después de validar el modelo numérico utilizando datos publicados, este estudio investigó las diferencias en el rendimiento del sistema híbrido al cambiar el período de tsunami y las características de altura del flujo tipo oleaje similar a un tsunami. Como resultado, el retraso en el tiempo de llegada del tsunami (T) no se vio afectado por el período de ola del tsunami para las estructuras híbridas investigadas. Entre las estructuras investigadas, el Caso VeME (donde Ve M y E representan vegetación, foso y terraplén, respectivamente, en ese orden desde el mar) mostró el máximo rendimiento de T. Las reducciones del volumen de desbordamiento (Q), el índice de fuerza del fluido (RFI) y el índice de momento (RMI) disminuyeron durante el período del tsunami. El efecto de mitigación del tsunami está estrechamente relacionado con la relación entre los tiempos de desarrollo del aumento de agua de fondo, el salto hidráulico y el período del tsunami. El Caso VeME fue efectivo para T, Q y RMI. El Caso EMVe fue especialmente efectivo para RFI. Cuando el período del tsunami es corto, el nivel del agua en la costa comienza a disminuir antes del desarrollo completo del salto hidráulico generado en el sistema híbrido. Así, el volumen de desbordamiento hacia el interior disminuye y los efectos de mitigación aumentan. Cuando el período del tsunami es largo, el fenómeno de retroceso en el nivel máximo de agua no afecta los valores máximos, por lo que los efectos de mitigación se vuelven menores en comparación con el período corto. Sin embargo, la superioridad sobre otras estructuras se mantiene en el Caso VeME y el Caso EMVe con vegetación hacia el mar y vegetación hacia el interior, respectivamente.