Performance evaluation of vegetation friction formulations in the two-dimensional hydrodynamic model telemac 2D

The roughness coefficient is one of the most important parameters in hydraulic flood modelling, this coefficient explains the complexity associated with energy losses process dependent of the characteristics of the bed and the presence of vegetation. Although, vegetation plays an ecological role in the development of the ecosystem, it also increases hydraulic resistance, leading to an increment of water levels and the flood risk; therefore, its study has acquired great relevance in recent years. Currently, there are many theoretical and empirical formulations that determine the coefficient of friction in presence of vegetation, however; the application and validation of these models in real scale is still scarce, because they depend on physical characteristics of the plants that are not easily measurable in the field. For this reason, in this study the TELEMAC-2D hydrodynamic simulation software is used to evaluate five of the theoretical formulations currently present in the literature to estimate the roughness coefficient in a laboratory scale model and a case study at field scale.

Il coefficiente di scabrezza è uno dei parametri più importanti nella modellazione idraulica delle piene, questo coefficiente spiega la complessità associata al processo di perdita di energia dipendente dalle caratteristiche del letto e dalla presenza di vegetazione. Sebbene la vegetazione svolga un ruolo ecologico nello sviluppo dell'ecosistema, aumenta anche la resistenza idraulica, portando ad un incremento del livello dell'acqua e al rischio di alluvione; pertanto, il suo studio ha acquisito grande rilevanza negli ultimi anni. Attualmente, esistono molte formulazioni teoriche ed empiriche che determinano il coefficiente di attrito in presenza di vegetazione; tuttavia, l'applicazione e la validazione di questi modelli in scala reale è ancora scarsa, perché dipendono da caratteristiche fisiche delle piante che non sono facilmente misurabili sul campo. Per questo motivo, in questo studio il software di simulazione idrodinamica TELEMAC-2D viene utilizzato per valutare cinque delle formulazioni teoriche attualmente presenti in letteratura per stimare il coefficiente di scabrezza in un modello a scala di laboratorio e un caso di studio a scala di campo.