Qual é o propósito desses "degraus" nos rios?

Eu já vi várias estruturas dentro dos rios, que se assemelham a degraus e permitem que a água caia em cascata neles, em vez de fluir naturalmente pelo curso do rio.

Exemplo 1: Rio Avon em Bath

Exemplo 2: Rio Sena em Paris (de Les Miserables (2012))

Qual é o objetivo dessas estruturas?

civil-engineering hydrology flow-control

— March Ho
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Implícito em algumas das respostas está um recurso conhecido como "salto hidráulico" (e outros nomes), pelo qual uma corrente de água que flui rapidamente a uma determinada profundidade é "acionada" para um modo em que diminui a velocidade e aumenta a profundidade para corresponder. Este é o efeito em que você vê uma onda de "rolha" no fundo de uma calha ou rápida (projetada para tornar a vida divertida para os praticantes de caiaque :-)). Há perda de energia na transição (como profundidade x V = constante, mas mv ^ 2 cai) e o impacto a jusante é reduzido. Presumivelmente, a água está um pouco mais quente após o salto, mas você provavelmente não notaria.

— Russell McMahon

@RussellMcMahon Geralmente, eu reservaria a palavra "salto hidráulico" para aqueles casos em que o nível da superfície da água é maior a jusante da perturbação do que na perturbação. Não consigo vê-lo nessas fotos, mas você pode vê-lo aqui: youtube.com/watch?v=cRnIsqSTX7Q O melhor exemplo é quando a água sai abaixo de um portão. youtube.com/watch?v=v5gXfyViGIE

— Level River St

@steveverrill - Não discordamos dos princípios fundamentais - como acima "... onde diminui a velocidade e aumenta a profundidade para corresponder." Portanto, sim, certamente na altura do "salto" aumentará e, em casos de queda baixa, haverá uma distância substancial após o salto (digamos, várias "alturas de salto") antes que o nível volte a ser tão baixo quanto era antes do salto. saltar. No entanto, e imagino que você concorda, isso é uma questão de topografia típica e o principal é desencadear a transição do fluxo supercrítico para o subcrítico. Como você notar, a taxas de baixo fluxo do Pulteney Weir não ....

— Russell McMahon

@steveverrill ... conseguir isso. Em taxas de fluxo mais altas, de uma maneira bastante desarrumada, é verdade. Aqui está uma inundação razoável, com salto hidráulico ao redor da 'ferradura', mas mais visível à esquerda devido ao ângulo da câmera, e aqui está um vídeo dela com um salto pequeno e desarrumado, mas visível (evidenciado tanto pela velocidade quanto pela turbulência alterar conforme a altura do salto). Em todos os casos, a distância que a altura excede a altura original é pequena devido ao layout. E, apenas por diversão, aqui está um pouco da capacidade passada .

— Russell McMahon

Respostas:

As duas fotos no post mostram a mesma estrutura: Pulteney Weir , a jusante da ponte Pulteney, no rio Avon, em Bath. A filmagem do "Sena" em Les Miserables foi filmada em Bath.

O Pulteney Weir foi projetado pelo arquiteto Neville Conder e construído entre 1968 e 1972. É um componente do Esquema de prevenção de inundações de banho, realizado após a inundação desastrosa de dezembro de 1960 . O site Bath in Time tem fotos do açude antigo (que desceu em uma única etapa) e do novo açude em construção ( 1968 , 1972 ).

Uma vista a montante do açude mostra que há mais na estrutura do que os degraus em forma de ferradura: eles encontram uma ilha artificial no meio do rio, e um canal à esquerda da ilha termina em um portão de eclusa .

vista a montante do açude

( Foto de GeodesyMike da Wikimapia , licenciada sob CC-BY-SA.)

Como em qualquer açude , ele tem vários objetivos: controlar o nível do rio acima do açude para navegação, pesca e irrigação; preservar a água em longos períodos de seca; reter as águas da enchente e liberá-las gradualmente a jusante; e controlar a velocidade e a força da água, impedindo o rio de vasculhar as margens e danificar as fundações da ponte e edifícios próximos.

Este vídeo mostra o açude em operação durante a inundação. Você pode ver que a forma do açude direciona a força da água para o centro do rio, impedindo-o de danificar as margens.

— Gareth Rees
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Uau legal, não estava esperando isso!

— March Ho

Você pode estar certo de que esse tipo de açude evita a erosão das margens e do açude dissipando energia gradualmente, mas isso não explica por que esse tipo de açude não é o único design em uso. Suspeito que, além de seu apelo estético, esse tipo tenha a vantagem de fornecer uma grande área superficial de água branca, melhorando a oxigenação dos peixes nos casos em que isso for desejado.

— Level River St

Espere, então a cidade se chama "banho" e foi inundada? : P

— Mason Wheeler

Os 'degraus' são chamados açudes e são usados por várias razões de controle de fluxo nos rios. No caso das imagens que você postou, elas provavelmente estão sendo usadas para estabilizar a inclinação (inclinação) do rio. Quando usados para esta aplicação, às vezes são chamados de estruturas de queda que "passam a água para uma elevação mais baixa enquanto controlam a energia e a velocidade da água à medida que ela passa".

Em termos bastante simplificados, eles diminuem o fluxo de um rio, dissipando a energia captada ao viajar ladeira abaixo como calor e som, em vez de permitir que ele acelere o fluxo da água.

— Chris Mueller
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Outro nome para um açude é uma "máquina de afogamento".

— Whatsisname

O benefício adicional é o aumento da aeração, o que é ótimo para a vida do rio. Também uma série de açudes em vez de uma barragem maior permite que alguns peixes continuem migrando.

— RossV

@RossV, isso pode causar efeitos semelhantes à eutrofização?

— Tim

@ A aeração temporizada reduz a eutrofização oxigenando a água e degradando os bio materiais nela contidos.

— Russell McMahon

@ Tim Russell está certo. Embora eu não conclua que a instalação de barragens resolveria um problema de eutrofização. Você tem que abordar a fonte de nutrientes acima de tudo.

— RossV