Due geologi della Rice University, Hongbo Ma e Jeffrey Nittrouer, lo hanno fatto sviluppato un sistema formulaico per prevedere e mitigare le frequenti inondazioni del Fiume Giallo, o Huanghe in cinese.

Ma è un ricercatore post-dottorato dalla Cina che si è unito alla Rice University di 2014.

L'Huanghe è il terzo fiume più lungo dell'Asia e uno dei fiumi più distruttivi del mondo.

È noto per la sua capacità di trasportare una grande quantità di limo. Ogni anno, il fiume continua 1.52 miliardi di tonnellate di limo all'anno, che è circa 57 libbre di limo per metro cubo d'acqua.

Il fiume trasporta la più alta concentrazione di sedimenti rispetto ai fiumi di tutto il mondo. I fattori che contribuiscono a questo ampio trasporto di carichi di sedimenti includono pendii ripidi, mancanza di aree boschive e correnti rapide.

L'Huanghe è stata la principale causa di alcune delle catastrofi naturali più mortali al mondo, uccidendo centinaia di migliaia a milioni di persone a seguito di alluvioni mortali. Oltre 80 milioni di persone vivono nella pianura alluvionale e sono minacciate dall'alluvione dell'Huanghe.

Ma ora Ma e Nittrouer hanno creato un nuovo strumento che potrebbe aiutare i funzionari cinesi a prevedere meglio e prevenire le frequenti inondazioni dell'Huanghe.

Utilizzando la mappatura 3D sul fondo del fiume e il campionamento dei sedimenti, Ma e Nittrouer hanno creato una formulazione di trasporto dei sedimenti che può essere applicata universalmente per comprendere le coste di tutto il mondo. Questa formula è il primo modello che descrive accuratamente come il Huanghe trasporta sedimenti.

Ma e Nittrouer hanno visitato l'Huanghe in 2015 per iniziare il loro studio di quattro anni, finanziato dalla National Science Foundation (NSF). L'obiettivo della loro ricerca era di esaminare l'attuale sistema che controlla il fiume e dirige la crescita del delta nel Mare di Bohai.

I ricercatori sperano di ridurre gli effetti delle alluvioni e di stabilire una formula applicabile ai sistemi fluviali di tutto il mondo.

“Se gestito male, il sedimento può essere lasciato sul canale del fiume, ostruendo il fiume e causando gravi inondazioni per danneggiare la società circostante. La nostra nuova scoperta può aiutare i funzionari della gestione fluviale a controllare meglio il flusso d'acqua in modo da trasportare correttamente i sedimenti e prevenire gli eventi di alluvione ", ha detto Ma.

I ricercatori hanno confrontato l'Huanghe con il fiume Mississippi.

"Quello che abbiamo scoperto è che per il sistema fluviale a grana fine (sabbia fine fino a limo), come Huanghe, in Cina, il letto del canale tende ad essere piatto, in contrasto con il sistema fluviale sabbioso (fiume Mississippi) il cui letto è coperto da dune come le dune di sabbia nel deserto ", ha detto Ma.

“Il letto coperto di dune è come una strada accidentata: nessuna macchina può viaggiare veloce. La velocità di trasporto dei sedimenti è quindi bassa, ma la superficie piana del fiume a grana fine è come una buona autostrada: le auto possono viaggiare velocemente! La velocità di trasporto dei sedimenti è quindi da 10 a 100 volte superiore a quella su un fondo sabbioso e accidentato. ”

Ma decise di essere un sedimentologo dopo il mortale terremoto di 2008 Sichuan in Cina. Il suo obiettivo è quello di creare tecnologia per prevenire inondazioni.

Mentre l'implementazione di questo sistema può sembrare difficile, può essere un processo rapido ed economico, ha detto Ma.

La nostra nuova scoperta è come una legge fisica: non è stata inventata ma scoperta ed è ovunque. L'implementazione può essere molto rapida e non costa nulla. La nostra legge fisica può dire quanti sedimenti possono essere trasportati dal flusso d'acqua del fiume (o da qualsiasi altra corrente di flusso). Quindi, date le condizioni del flusso d'acqua e delle dimensioni del grano del sedimento, come la profondità dell'acqua, la velocità del flusso ecc., Possiamo calcolare più accuratamente la quantità di sedimenti nel fiume istantaneamente, senza costi né tempo né denaro.

Affinché la formula sia efficace, è importante osservare i sedimenti e il flusso d'acqua insieme alla costa.

"Per produrre davvero una previsione significativa per la società umana, dobbiamo mettere questa scoperta in un quadro o uno sfondo", ha detto Ma.

"Ad esempio, i sedimenti nei fiumi sono il materiale principale che costruisce la costa del delta, quindi se possiamo calcolare con precisione quanto viene trasportato dal fiume al delta e alla costa, possiamo prevedere il futuro della costa e capire quanto aumenterà il livello del mare erodono la nostra costa in modo più accurato ".

Ma ritiene che la formula sarà preziosa per il futuro dei residenti della pianura alluvionale di Huanghe.

"Ciò che significa per la popolazione locale e per i dirigenti è che possono usare le nostre scoperte per capire che i grani fini a volte non sono male, il che aumenta notevolmente la velocità di trasporto dei sedimenti e impedisce all'elevazione del canale fluviale di indurre inondazioni e di controllare meglio l'acqua e i sedimenti per mantenere un canale fluviale senza ostacoli ", ha detto.

"La prevenzione di potenziali pericoli di inondazioni può andare a beneficio di 88 milioni di persone, che vivono lungo le rive del fiume Yellow, in Cina."

Oltre a Nittrouer e Ma, il gruppo di ricerca comprendeva Andrew Moodie della Rice University, Kensuke Naito e Gary Parker dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign, Xudong Fu e Baosheng Wu della Tsinghua University e Yuanfeng Zhang e Yuanjian Wang della Yellow River Institute of Hydraulic Research.

La ricerca è supportata dalla National Science Foundation e dalla National Natural Science Foundation della Cina.