Vad är ett hydrauliskt hopp?

Ett hydrauliskt hopp är en incident där snabbt rörlig vätska plötsligt hoppar upp i luften. Det gör detta i övergången från snabb till långsam vätskerörelse. I tekniska termer är det när vattenrörelsen förändras från superkritisk till subkritisk, vilket är när något med hög kritisk massa möter lägre kritisk massa. Ett hydrauliskt hopp inträffar ofta om det finns något nedströms som förhindrar vattenflödet.

Det är vanligt att hitta hydrauliska hopp i vattendrag med öppet kanalflöde. Detta är ett tillstånd där vätskan rinner ned genom en ledning med tillräcklig utomhusluft så att tyngdkraften kan verka på vattenflödet. Hopp tenderar inte att hittas i rörflöde eller i sammandragna vattenflödesområden eftersom det inte finns tillräckligt med utomhusluft för att skapa förutsättningar för dem.

Ett hydrauliskt hopp kan vara antingen rörligt eller stående. Förflyttningssorten finns vanligtvis i snabbt rörliga vattendrag såsom floder. Stående hydrauliska hopp är vanliga i stillastående eller nästan stilla vatten, till exempel i sjöar. När det rör sig kallas det helt enkelt ett hydrauliskt hopp, medan den stående versionen kallas ett hydrauliskt hopp i övergång.

När det sker ett hydrauliskt hopp förändras vattendjupet snabbt. För att kompensera för denna förändring kommer turbulensen att öka i vattnet. Det är i huvudsak en plötslig ökning av energi, följt av en dramatisk nedgång.

Ekvationer kan användas för att förutsäga ett hydrauliskt hopp. Dessa kan vara användbara i situationer där det är önskvärt att hoppa. Till exempel kan en ingenjör använda ett hopp för att minska trycket vid en övergångsplats för vatten, och därmed minska skador på bassänger och andra strukturer som används för att styra vattenrörelsen.

Det finns också förhållanden där hydrauliska hopp kan orsaka skador. Dessa inkluderar områden där erosion av mark måste undvikas. De kan också hindra fiskens framsteg, från att förhindra övergång till dödsfall.

Hinder som leder till ett hydrauliskt hopp varierar mycket i sammansättning och skapande. Blockeringar gjorda av människor kan inkludera broar, dammar eller andra fysiska hinder som cementstrukturer eller block avsedda att förändra vattenflödet. De kan också orsakas av naturliga händelser såsom en förändring i bredden på en ledning orsakad av erosion eller andra liknande händelser. Ett hopp kan också orsakas av friktion i ledningen för vattenflöde.