Simulación numérica de un flujo de escombros sobre la base de un modelo de cuerpo continuo bidimensional
Autores: Takebayashi, Hiroshi; Fujita, Masaharu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Simulación numérica de un flujo de escombros sobre la base de un modelo de cuerpo continuo bidimensional
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Modelo de flujo de escombros bidimensional
Sedimento depositado
Flujo de agua
Flujos de escombros
Presas de deposición de sedimentos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Se desarrolló un modelo bidimensional de flujo de escombros y lodo que considera tanto el flujo laminar como el turbulento. Posteriormente, el modelo se aplicó a un flujo de escombros que ocurrió en Asaminami, Hiroshima, Japón, en agosto de 2014. Se discute la aplicabilidad del modelo y las características del flujo de escombros. La distribución horizontal calculada de sedimentos depositados en el área residencial de Asaminami coincidió bien con la distribución horizontal de las grandes rocas y la madera arrastrada depositadas. Este resultado indica que el material fino en el área aguas abajo fue transportado por el flujo de agua resultante de las fuertes lluvias que ocurrieron después del flujo de escombros. La escala del flujo de escombros inicial fue pequeña; sin embargo, aumentó con el tiempo, porque el material del lecho erosionado y el agua fueron arrastrados hacia él. Por lo tanto, es importante reproducir el proceso de desarrollo de los flujos de escombros para predecir la cantidad de sedimento producido, la profundidad máxima del flujo, la velocidad máxima del flujo y el área de inundación. La velocidad promedio del flujo de escombros simulado fue de aproximadamente 9 m/s, y la velocidad en la entrada del área residencial fue de aproximadamente 8 m/s. Este tipo de información puede ser utilizada para diseñar presas de sedimentación. El tiempo de viaje del flujo de escombros simulado desde el extremo aguas arriba del canal principal hasta la entrada del área residencial fue de 96 s. Este tipo de información puede ser utilizada para elaborar planes de evacuación. Los escalones del lecho del valle pueden suprimir la profundidad máxima del flujo, lo cual es muy importante para el diseño de presas de control; por lo tanto, se requieren datos de elevación de alta resolución y rejillas numéricas finas que reproduzcan formas de escalón para calcular con precisión la profundidad máxima del flujo y la velocidad máxima del flujo.
Descripción
Se desarrolló un modelo bidimensional de flujo de escombros y lodo que considera tanto el flujo laminar como el turbulento. Posteriormente, el modelo se aplicó a un flujo de escombros que ocurrió en Asaminami, Hiroshima, Japón, en agosto de 2014. Se discute la aplicabilidad del modelo y las características del flujo de escombros. La distribución horizontal calculada de sedimentos depositados en el área residencial de Asaminami coincidió bien con la distribución horizontal de las grandes rocas y la madera arrastrada depositadas. Este resultado indica que el material fino en el área aguas abajo fue transportado por el flujo de agua resultante de las fuertes lluvias que ocurrieron después del flujo de escombros. La escala del flujo de escombros inicial fue pequeña; sin embargo, aumentó con el tiempo, porque el material del lecho erosionado y el agua fueron arrastrados hacia él. Por lo tanto, es importante reproducir el proceso de desarrollo de los flujos de escombros para predecir la cantidad de sedimento producido, la profundidad máxima del flujo, la velocidad máxima del flujo y el área de inundación. La velocidad promedio del flujo de escombros simulado fue de aproximadamente 9 m/s, y la velocidad en la entrada del área residencial fue de aproximadamente 8 m/s. Este tipo de información puede ser utilizada para diseñar presas de sedimentación. El tiempo de viaje del flujo de escombros simulado desde el extremo aguas arriba del canal principal hasta la entrada del área residencial fue de 96 s. Este tipo de información puede ser utilizada para elaborar planes de evacuación. Los escalones del lecho del valle pueden suprimir la profundidad máxima del flujo, lo cual es muy importante para el diseño de presas de control; por lo tanto, se requieren datos de elevación de alta resolución y rejillas numéricas finas que reproduzcan formas de escalón para calcular con precisión la profundidad máxima del flujo y la velocidad máxima del flujo.