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Si vous avez déjà visité la belle rivière Kennet, vous avez peut-être remarqué une étrange structure en forme de zigzag. Saviez-vous que si cette structure disparaissait un beau matin, il en résulterait un désastre?? Bienvenue dans le monde de l’ingénierie des barrages et des déversoirs.
Supposons que vous disposiez d’un canal ouvert comme celui-ci. Vous introduisez ensuite une structure simple appelée barrage au milieu. Que pensez-vous qu’il va se passer?? Est-ce votre réponse?? Malheureusement, cette réponse est incorrecte. Voici un écoulement dans un canal ouvert. La hauteur du niveau d’eau est d’environ 1,4?cm. Permettez-moi maintenant d’introduire ce barrage et de voir ce qu’il advient de cette hauteur.
Après l’introduction du barrage, la hauteur du niveau d’eau en amont est de presque 2?cm. Elle a augmenté. Du côté aval, elle n’est plus que de 4?mm, c’est-à-dire qu’elle a diminué. Pourquoi en est-il ainsi?? Vous demandez-vous pourquoi cette augmentation et cette diminution soudaine de la hauteur du niveau de l’eau se produisent?? Nous explorerons la physique fascinante qui se cache derrière ce phénomène vers la fin de cette vidéo. Quoi qu’il en soit, il s’agit d’une découverte intéressante.
Pouvez-vous résoudre ce problème de conception de génie civil à l’aide de cette découverte?? Ce paysage est doté d’une belle rivière. Cependant, pendant la saison des pluies, la rivière devient violente et détruit tout dans le village. Pour contrôler cette inondation, où allez-vous introduire un barrage?? Évidemment dans la zone forestière.
L’introduction du barrage va augmenter la hauteur de l’eau en amont. Cela signifie qu’après introduction du barrage, les inondations augmenteront dans la zone forestière. Mais en aval, là où vivent les gens, la hauteur du niveau de l’eau diminuera. L’introduction d’un simple barrage réduira donc le risque d’inondation en aval. Cependant, le problème n’est pas encore résolu.
Reprenons l’expérience et voyons ce qu’il en est. Voici un cours d’eau avec un débit minimum dans ce canal ouvert, et vous pouvez voir que la hauteur du niveau d’eau au-dessus du niveau de l’encoche n’est que de 8?mm. Augmentons maintenant le débit d’eau. La hauteur au-dessus du niveau de l’encoche est d’environ 1,5?cm. Si on augmente le débit d’eau au maximum, l’eau s’écoule maintenant à environ 2?cm au-dessus du niveau de l’encoche.
En résumé, lorsque vous augmentez le débit d’eau, la hauteur de la surface du niveau d’eau augmente. Est-ce une bonne chose pour le barrage?? Si la hauteur du niveau de l’eau augmente considérablement avec le débit, de tels barrages peuvent facilement provoquer une inondation. C’est pourquoi un barrage idéal doit pouvoir limiter l’augmentation de la hauteur d’eau en fonction du débit.
Qu’en est-il de ce déversoir en zigzag?? Essayons-le dans un canal ouvert. Voici le déversoir en zigzag que nous avons imprimé en 3D. Dans le cas d’un déversoir en zigzag, le niveau de l’eau au-dessus du niveau du déversoir n’est que de 1,3?cm avec un débit maximal. Rappelez-vous que le niveau d’eau était de 2?cm dans le cas d’un déversoir rectangulaire normal. Cela nous montre qu’il est préférable d’utiliser un déversoir en zigzag dans notre paysage. Les animaux de la forêt profiteront également d’une vie plus paisible.
Se você já visitou o belo rio Kennet, deve ter notado uma estranha estrutura em zigue-zague. Você sabia que, se essa estrutura desaparecesse em uma bela manhã, o resultado seria um desastre? Bem-vindo à interessante engenharia por trás dos açudes.
Suponha que você tenha uma correnteza de canal aberto como este. Você introduz uma estrutura simples chamada açude na correnteza. O que você acha que vai acontecer? Esta é a sua resposta? Infelizmente, sua resposta está incorreta. Esta é uma correnteza de canal aberto. Tem uma altura de nível de água de quase 1,4 cm. Agora deixe-me apresentar este açude e mostrar o que acontece com esta altura do nível da água.
Após a introdução do açude, a altura do nível da água rio acima é de quase 2 cm. Aumentou. No lado rio abaixo, é de apenas 4 mm. Diminuiu. Por que é assim? Você está se perguntando por que acontece esse repentino aumento e diminuição da altura do nível da água? Vamos explorar a fascinante física por trás disso no final deste vídeo. Enfim, essa é uma descoberta interessante.
Você pode resolver esse problema de projeto de engenharia civil usando essa descoberta? Essa paisagem é abençoada com um belo rio. No entanto, durante a estação chuvosa, o rio se torna violento e destrói tudo. Para controlar essa enchente, onde você vai introduzir o açude? Obviamente, na área florestal.
A introdução do açude vai aumentar a altura da água nesse lado rio acima. Isso significa que, após a introdução do açude, a inundação aumentará na área florestal. Mas no lado rio abaixo, onde as pessoas vivem, a altura do nível da água diminuirá. Isso significa que a introdução de um açude simples reduzirá a chance de inundações no lado rio abaixo. No entanto, a questão ainda não está resolvida.
Supposons que vous disposiez d’un canal ouvert comme celui-ci. Vous introduisez ensuite une structure simple appelée barrage au milieu. Que pensez-vous qu’il va se passer?? Est-ce votre réponse?? Malheureusement, cette réponse est incorrecte. Voici un écoulement dans un canal ouvert. La hauteur du niveau d’eau est d’environ 1,4?cm. Permettez-moi maintenant d’introduire ce barrage et de voir ce qu’il advient de cette hauteur.
Après l’introduction du barrage, la hauteur du niveau d’eau en amont est de presque 2?cm. Elle a augmenté. Du côté aval, elle n’est plus que de 4?mm, c’est-à-dire qu’elle a diminué. Pourquoi en est-il ainsi?? Vous demandez-vous pourquoi cette augmentation et cette diminution soudaine de la hauteur du niveau de l’eau se produisent?? Nous explorerons la physique fascinante qui se cache derrière ce phénomène vers la fin de cette vidéo. Quoi qu’il en soit, il s’agit d’une découverte intéressante.
Pouvez-vous résoudre ce problème de conception de génie civil à l’aide de cette découverte?? Ce paysage est doté d’une belle rivière. Cependant, pendant la saison des pluies, la rivière devient violente et détruit tout dans le village. Pour contrôler cette inondation, où allez-vous introduire un barrage?? Évidemment dans la zone forestière.
L’introduction du barrage va augmenter la hauteur de l’eau en amont. Cela signifie qu’après introduction du barrage, les inondations augmenteront dans la zone forestière. Mais en aval, là où vivent les gens, la hauteur du niveau de l’eau diminuera. L’introduction d’un simple barrage réduira donc le risque d’inondation en aval. Cependant, le problème n’est pas encore résolu.
Reprenons l’expérience et voyons ce qu’il en est. Voici un cours d’eau avec un débit minimum dans ce canal ouvert, et vous pouvez voir que la hauteur du niveau d’eau au-dessus du niveau de l’encoche n’est que de 8?mm. Augmentons maintenant le débit d’eau. La hauteur au-dessus du niveau de l’encoche est d’environ 1,5?cm. Si on augmente le débit d’eau au maximum, l’eau s’écoule maintenant à environ 2?cm au-dessus du niveau de l’encoche.
En résumé, lorsque vous augmentez le débit d’eau, la hauteur de la surface du niveau d’eau augmente. Est-ce une bonne chose pour le barrage?? Si la hauteur du niveau de l’eau augmente considérablement avec le débit, de tels barrages peuvent facilement provoquer une inondation. C’est pourquoi un barrage idéal doit pouvoir limiter l’augmentation de la hauteur d’eau en fonction du débit.
Qu’en est-il de ce déversoir en zigzag?? Essayons-le dans un canal ouvert. Voici le déversoir en zigzag que nous avons imprimé en 3D. Dans le cas d’un déversoir en zigzag, le niveau de l’eau au-dessus du niveau du déversoir n’est que de 1,3?cm avec un débit maximal. Rappelez-vous que le niveau d’eau était de 2?cm dans le cas d’un déversoir rectangulaire normal. Cela nous montre qu’il est préférable d’utiliser un déversoir en zigzag dans notre paysage. Les animaux de la forêt profiteront également d’une vie plus paisible.
Se você já visitou o belo rio Kennet, deve ter notado uma estranha estrutura em zigue-zague. Você sabia que, se essa estrutura desaparecesse em uma bela manhã, o resultado seria um desastre? Bem-vindo à interessante engenharia por trás dos açudes.
Suponha que você tenha uma correnteza de canal aberto como este. Você introduz uma estrutura simples chamada açude na correnteza. O que você acha que vai acontecer? Esta é a sua resposta? Infelizmente, sua resposta está incorreta. Esta é uma correnteza de canal aberto. Tem uma altura de nível de água de quase 1,4 cm. Agora deixe-me apresentar este açude e mostrar o que acontece com esta altura do nível da água.
Após a introdução do açude, a altura do nível da água rio acima é de quase 2 cm. Aumentou. No lado rio abaixo, é de apenas 4 mm. Diminuiu. Por que é assim? Você está se perguntando por que acontece esse repentino aumento e diminuição da altura do nível da água? Vamos explorar a fascinante física por trás disso no final deste vídeo. Enfim, essa é uma descoberta interessante.
Você pode resolver esse problema de projeto de engenharia civil usando essa descoberta? Essa paisagem é abençoada com um belo rio. No entanto, durante a estação chuvosa, o rio se torna violento e destrói tudo. Para controlar essa enchente, onde você vai introduzir o açude? Obviamente, na área florestal.
A introdução do açude vai aumentar a altura da água nesse lado rio acima. Isso significa que, após a introdução do açude, a inundação aumentará na área florestal. Mas no lado rio abaixo, onde as pessoas vivem, a altura do nível da água diminuirá. Isso significa que a introdução de um açude simples reduzirá a chance de inundações no lado rio abaixo. No entanto, a questão ainda não está resolvida.
Vamos voltar ao experimento e ver o que é. Esta é uma taxa de correnteza de água mínima através deste canal aberto e você pode ver que a altura do nível da água está acima do nível do entalhe, que é de apenas 8 mm. Agora vamos aumentar a vazão de água. A altura acima do nível do entalhe é de cerca de 1,5 cm. Agora vamos para a vazão máxima de água. Agora a água está fluindo cerca de 2 cm acima do nível do entalhe.
Em suma, quando você aumenta a taxa de correnteza de água, a altura da superfície do nível de água aumenta. Isso é uma coisa boa para o açude? Se a altura do nível da água aumentar drasticamente com a vazão, esses açudes podem facilmente causar uma inundação. É por isso que um açude ideal deve ser capaz de limitar o aumento da altura da água com a vazão.
E esse açude em zigue-zague? Vamos tentar isso na correnteza do canal aberto. Este é o açude em zigue-zague que imprimimos em 3D. O nível de água acima do nível do açude, no caso de um açude em zigue-zague, é de apenas 1,3 cm na vazão máxima. Lembre-se: o nível da água estava a 2 cm de altura no caso do açude retangular normal. Isso nos mostra que é melhor usar um açude em zigue-zague em nossas paisagens. Os animais da floresta também terão uma vida mais tranquila.
A aplicação mais importante do açude é a irrigação e atividades recreativas. Por exemplo, dê uma olhada no rio Kennet. As pessoas estão desfrutando de um passeio de barco. Você pode até ver os canais de irrigação que construíram. No entanto, antes de instalar o açude, esta era a condição do rio Kennet.
Como vimos no experimento, quando instalamos um açude, a altura da água rio acima aumenta. Do lado rio abaixo, a vazão permanece de baixa altura. De qualquer forma, a introdução do açude tornou o lado rio acima útil para os seres humanos.
Agora vamos ao tópico que todos vocês estavam esperando. Como a introdução de um açude é capaz de alterar as alturas do nível da água tanto rio abaixo quanto rio acima? A resposta está na conservação de energia. A simples implementação de um açude não mudará a energia do fluido. A energia do fluido será constante nesses dois locais. Na verdade, a energia do fluido permanece a mesma antes e depois que o açude está no lugar.
Quando você introduz um açude no lado do rio acima, a energia potencial da correnteza do fluido aumenta. Isso significa que, para manter a energia total constante rio acima, o fluido deve reduzir sua velocidade. Como a vazão é a mesma, a redução da velocidade resultará em maior área de correnteza ou maior altura de correnteza.
É por isso que, no lado rio acima, o aumento da altura é maior do que a altura original da água. No lado rio abaixo, toda essa energia potencial é convertida em energia cinética da correnteza. Isso significa que a velocidade da água deve aumentar drasticamente após o açude. No entanto, aqui novamente não há alteração na vazão de água.
Para manter a vazão constante, a área da correnteza ou a altura da correnteza devem ser reduzidas. Essa física também significa que, no lado do rio acima, a água flui a uma velocidade baixa, enquanto no lado do rio abaixo a correnteza é extremamente rápida. Isso parece loucura, embora tenhamos provado isso logicamente.
Vamos testá-lo praticamente para que talvez seja mais crível. Este objeto flutuante está se movendo lentamente antes do açude e acelera muito depois do açude. Os açudes são projetados para controlar a erosão do solo, que é uma das principais funções de um açude. Ao regular a correnteza de água, eles podem evitar o escoamento excessivo de água, que é uma causa significativa da erosão do solo.
Desacelerar a correnteza de água reduz sua força erosiva, permitindo que os sedimentos se estabeleçam em vez de serem levados embora. Os sedimentos são depositados atrás do açude, reduzindo a quantidade de solo que, de outra forma, seria levado rio abaixo.
Em última análise, ao reduzir a velocidade e a força da água, os açudes também ajudam na conservação do solo. Esperamos que você tenha gostado de como a introdução de geometrias de aparência simples na correnteza de canal aberto ajuda a modificar a correnteza de água para a vantagem humana.
Em suma, quando você aumenta a taxa de correnteza de água, a altura da superfície do nível de água aumenta. Isso é uma coisa boa para o açude? Se a altura do nível da água aumentar drasticamente com a vazão, esses açudes podem facilmente causar uma inundação. É por isso que um açude ideal deve ser capaz de limitar o aumento da altura da água com a vazão.
E esse açude em zigue-zague? Vamos tentar isso na correnteza do canal aberto. Este é o açude em zigue-zague que imprimimos em 3D. O nível de água acima do nível do açude, no caso de um açude em zigue-zague, é de apenas 1,3 cm na vazão máxima. Lembre-se: o nível da água estava a 2 cm de altura no caso do açude retangular normal. Isso nos mostra que é melhor usar um açude em zigue-zague em nossas paisagens. Os animais da floresta também terão uma vida mais tranquila.
A aplicação mais importante do açude é a irrigação e atividades recreativas. Por exemplo, dê uma olhada no rio Kennet. As pessoas estão desfrutando de um passeio de barco. Você pode até ver os canais de irrigação que construíram. No entanto, antes de instalar o açude, esta era a condição do rio Kennet.
Como vimos no experimento, quando instalamos um açude, a altura da água rio acima aumenta. Do lado rio abaixo, a vazão permanece de baixa altura. De qualquer forma, a introdução do açude tornou o lado rio acima útil para os seres humanos.
Agora vamos ao tópico que todos vocês estavam esperando. Como a introdução de um açude é capaz de alterar as alturas do nível da água tanto rio abaixo quanto rio acima? A resposta está na conservação de energia. A simples implementação de um açude não mudará a energia do fluido. A energia do fluido será constante nesses dois locais. Na verdade, a energia do fluido permanece a mesma antes e depois que o açude está no lugar.
Quando você introduz um açude no lado do rio acima, a energia potencial da correnteza do fluido aumenta. Isso significa que, para manter a energia total constante rio acima, o fluido deve reduzir sua velocidade. Como a vazão é a mesma, a redução da velocidade resultará em maior área de correnteza ou maior altura de correnteza.
É por isso que, no lado rio acima, o aumento da altura é maior do que a altura original da água. No lado rio abaixo, toda essa energia potencial é convertida em energia cinética da correnteza. Isso significa que a velocidade da água deve aumentar drasticamente após o açude. No entanto, aqui novamente não há alteração na vazão de água.
Para manter a vazão constante, a área da correnteza ou a altura da correnteza devem ser reduzidas. Essa física também significa que, no lado do rio acima, a água flui a uma velocidade baixa, enquanto no lado do rio abaixo a correnteza é extremamente rápida. Isso parece loucura, embora tenhamos provado isso logicamente.
Vamos testá-lo praticamente para que talvez seja mais crível. Este objeto flutuante está se movendo lentamente antes do açude e acelera muito depois do açude. Os açudes são projetados para controlar a erosão do solo, que é uma das principais funções de um açude. Ao regular a correnteza de água, eles podem evitar o escoamento excessivo de água, que é uma causa significativa da erosão do solo.
Desacelerar a correnteza de água reduz sua força erosiva, permitindo que os sedimentos se estabeleçam em vez de serem levados embora. Os sedimentos são depositados atrás do açude, reduzindo a quantidade de solo que, de outra forma, seria levado rio abaixo.
Em última análise, ao reduzir a velocidade e a força da água, os açudes também ajudam na conservação do solo. Esperamos que você tenha gostado de como a introdução de geometrias de aparência simples na correnteza de canal aberto ajuda a modificar a correnteza de água para a vantagem humana.