Qual è lo scopo di questi "passi" nei fiumi?

Ho visto un numero di strutture all'interno dei fiumi, che assomigliano a gradini e che permettono all'acqua di precipitarle giù invece di scorrere naturalmente lungo il corso del fiume.

Esempio 1: River Avon a Bath

Esempio 2: La Senna a Parigi (da Les Miserables (2012))

Qual è lo scopo di queste strutture?

civil-engineering hydrology flow-control

— March Ho
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In alcune delle risposte è implicita una caratteristica nota come "salto idraulico" (e altri nomi) in base al quale un flusso d'acqua a flusso rapido a una determinata profondità viene "fatto scattare" in una modalità in cui diminuisce la velocità e aumenta la profondità per adattarsi. Questo è l'effetto in cui vedi un'onda "stopper" nella parte inferiore di uno scivolo o rapida (progettata per rendere la vita divertente per i kayakisti :-)). C'è una perdita di energia nella transizione (poiché la profondità x V = costante ma mv ^ 2 diminuisce) e l'impatto a valle si riduce così. Presumibilmente l'acqua è un po 'più calda dopo il salto, ma probabilmente non lo noteresti.

— Russell McMahon,

@RussellMcMahon In genere riserverei la parola "salto idraulico" per quei casi in cui il livello della superficie dell'acqua è più a valle del disturbo rispetto al disturbo. Non riesco a vederlo in queste immagini, ma puoi vederlo qui: youtube.com/watch?v=cRnIsqSTX7Q Il miglior esempio è quando l'acqua esce da un cancello. youtube.com/watch?v=v5gXfyViGIE

— Level River St

@steveverrill - Non siamo in disaccordo sui principi fondamentali - come sopra "... dove diminuisce la velocità e aumenta la profondità per adattarsi." Quindi sì, certamente attraverso l'altezza del "salto" aumenterà, e in caso di caduta bassa sarà una distanza sostanziale oltre il salto (diciamo un certo numero di "altezze del salto") prima che il livello sia di nuovo basso come prima saltare. Tuttavia, e immagino che sarete d'accordo, è una questione di topografia tipica e la cosa fondamentale è innescare la transizione dal flusso supercritico a quello subcritico. Come notate, a basse portate la Pulteney Weir non ...

— Russell McMahon

@steveverrill ... raggiungilo. A portate più elevate, in modo piuttosto disordinato, lo fa. Qui è in piena alluvione, con un salto idraulico intorno al "ferro di cavallo" ma più visibile a sinistra a causa dell'angolazione della telecamera, ed ecco un video con un salto piccolo e disordinato ma visibile che si verifica (evidenziato tanto dalla velocità e dalla turbolenza cambia come da altezza di salto), in tutti i casi la distanza che supera l'altezza originale è piccola a causa del layout. E, solo per divertimento, qui ha un po 'di capacità passata .

— Russell McMahon,

Risposte:

Le due foto nel post mostrano la stessa struttura: Pulteney Weir , a valle del ponte di Pulteney sul fiume Avon a Bath. Lo scatto della "Senna" a Les Miserables è stato girato sul posto a Bath.

Pulteney Weir è stata progettata dall'architetto Neville Conder e costruita tra il 1968 e il 1972. È uno dei componenti del Bath Flood Prevention Scheme, realizzato dopo la disastrosa alluvione del dicembre 1960 . Il sito web di Bath in Time contiene foto della vecchia diga (che è scesa in un unico passaggio) e della nuova diga in costruzione ( 1968 , 1972 ).

Una vista a monte della diga mostra che c'è molto di più nella struttura rispetto ai gradini a ferro di cavallo: questi incontrano un'isola artificiale a metà fiume e un canale a sinistra dell'isola termina in una chiusa .

vista a monte della diga

( Foto di GeodesyMike di Wikimapia , autorizzata da CC-BY-SA.)

Come con qualsiasi diga , ha molteplici scopi: controllare il livello del fiume sopra la diga per la navigazione, la pesca e l'irrigazione; preservare l'acqua in lunghi periodi di siccità; trattenere le acque alluvionali e liberarle gradualmente a valle; e controllare la velocità e la forza dell'acqua, impedendo al fiume di setacciare le rive e danneggiare le fondamenta del ponte e degli edifici vicini.

Questo video mostra la diga in funzione durante l'alluvione. Puoi vedere che la forma della diga dirige la forza dell'acqua verso il centro del fiume, impedendogli di danneggiare le sponde.

— Gareth Rees
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Caspita, non me lo aspettavo!

— Marzo Ho

Potresti avere ragione sul fatto che questo tipo di diga evita l'erosione sia delle sponde che della diga dissipando gradualmente l'energia, ma ciò non spiega perché questo tipo di diga non sia l'unico progetto in uso. Sospetto che oltre al suo fascino estetico, questo tipo abbia il vantaggio di fornire una grande superficie di acqua bianca, migliorando l'ossigenazione per i pesci nei casi in cui ciò è desiderato.

— Level River St

Aspetta, quindi la città si chiama "bagno" ed è stata allagata? : P

— Mason Wheeler,

I 'passi' sono chiamati dighe e sono usati per una serie di ragioni di controllo del flusso nei fiumi. Nel caso delle immagini che hai pubblicato, sono probabilmente utilizzate per stabilizzare il grado (pendenza) del fiume. Quando utilizzati per questa applicazione, a volte vengono chiamati strutture a caduta che "passano l'acqua a una quota inferiore controllando l'energia e la velocità dell'acqua al suo passaggio".

In termini piuttosto semplificati, rallentano il flusso di un fiume dissipando l'energia raccolta dal viaggiare in discesa come calore e suono invece di consentirgli di accelerare il flusso dell'acqua.

— Chris Mueller
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Un altro nome per una diga è una "macchina per annegare".

— whatsisname

Un ulteriore vantaggio è l'aerazione aumentata che è grande per la vita fluviale. Anche una serie di dighe invece di una diga più grande consente ad alcuni pesci di continuare a migrare.

— RossV,

@RossV può causare effetti simili all'eutrofizzazione?

— Tim

@Tim - l'aerazione riduce l'eutrofizzazione ossigenando l'acqua e degradando i materiali biologici in essa contenuti.

— Russell McMahon,

@ Tim- Russell ha ragione. Anche se non concluderei che l'installazione di dighe risolva un problema di eutrofizzazione. Devi affrontare soprattutto la fonte di nutrienti.

— RossV,