Modelu Hydrolig
(Saesneg: hydraulic modelling)
Defnyddio modelau (ffisegol neu fathemategol) i efelychu sefyllfaoedd lle mae dŵr yn bresennol. Mae hyn yn cynnwys llifogydd o afonydd neu o’r môr a phrosiectau peirianyddol ar gyfer dylunio pontydd a ffyrdd mewn amgylcheddau afonol ac arfordirol. Mae’r modelau yn ddull o ragfynegi effeithiau dyluniadau gwahanol. Enghraifft o hyn yw rhagfynegi effaith llifogydd o raddfeydd gwahanol ar dref lle mae lefel yr afon wedi codi’n uwch nag uchder yr amddiffynfa ac fe ddangosa’r model yr ardaloedd sydd dan fygythiad.
Osborne Reynolds o Brifysgol Manceinion oedd un o’r cynharaf i ddefnyddio modelau hydrolig drwy gynllunio a gweithredu model llanw a thrai i Ferswy Uchaf yn 1885. Yna ar ôl 1920 gwelwyd cynnydd cyflym mewn labordai ar gyfer astudio problemau peirianyddol hydrolig drwy ddefnyddio modelau yn ôl graddfa. Mae modelu hydrolig ar gyfer peirianyddion wedi datblygu llawer yn ystod y 10 mlynedd diwethaf a’r rheswm am hyn yw’r datblygiadau mewn modelu cyfrifiadurol. Er bod modelau ffisegol yn fanwl gywir maent yn gostus iawn tra bo modelau cyfrifiadurol yn gymharol rad a gellir newid y model yn rhwydd sy’n golygu y gellir modelu amryw o sefyllfaoedd yn gyflym. Mae modelau cyfrifiadurol yn gyfuniad o fodel mathemategol (set o hafaliadau algebraidd a differol sy’n cynrychioli’r rhyngweithiad rhwng y llif a newidyn proses mewn gofod ac amser) a model rhifiadol (defnyddio trefniadaeth rifiadol i ddarganfod ymddygiad y model dros gyfnod penodol). Yn syml, defnyddir hafaliadau i amcangyfrif ymddygiad llif dros gyfnod penodol yn y dyfodol.
Mae’r math o fodel a ddefnyddir yn dibynnu ar y sefyllfa a fodelir. Modelau 1D (dimensiwn) (e.e. HEC-RAS, ISIS, MIKE-11) sy’n cael eu defnyddio gan fwyaf, oherwydd mai’r rhain sydd orau ar gyfer llif o fewn y glannau a modelu adeileddau. Tybiaeth model 1D yw bod lefel dŵr yn llorweddol dros orlifdir ac ystumiau ond nid yw hyn yn wir bob amser. Modelau 2D (JFLOW, LISFLOOD, TUFLOW, ISIS2D, MIKE-21) sydd orau ar gyfer llif dros ben y glannau ac maent yn gallu adnabod llwybr y llif ar draws y gorlifdir drwy ddefnyddio Modelau Tir Digidol (Digital Terrain Models) felly mae safon y data yn effeithio ar y canlyniadau. Defnyddir modelau 2D mewn afonydd, llynnoedd, aberoedd ac mewn trefi. Gellir defnyddio modelau 1D/2D (ESTRY + TUFLOW, ISIS + TUFLOW, MIKE-11 + MIKE-21) sy’n gyfuniad o’r ddau fath o fodelu drwy ddefnyddio’r model 1D o fewn y glannau a’r model 2D dros ben y glannau. Mae modelau 3D (openFOAM) ar gael ond defnyddir y rhain yn bennaf ar gyfer gwaith ymchwil i waddod neu ansawdd dŵr.
Y prosesau ffisegol sy’n cyfrannu at y model yw disgyrchiant, ffrithiant, gwanhad, momentwm, tyrfedd a chroeswasgiad. Y rhai pwysicaf yw disgyrchiant a ffrithiant ond mae gwanhad yn bwysig mewn systemau storfeydd o waith dyn a rhannau hir o afon (dros 10 km gyda gorlifdir llydan). O ran afonydd, y cydrannau modelu hydrolig pwysig yw amcangyfrif llif, topograffi, cyfernodau (garwedd, pont, cored) a lefelau llanw/ymchwydd. Mae’r llif yn llifo i mewn ac allan o’r model drwy ffiniau’r model lle bydd llif yn cael ei nodi ar ffin i fyny’r afon, a lefel y dŵr ar ffin i lawr yr afon. Mae’n bwysig bod maint y model a lleoliadau ffiniau’r model yn berthnasol a bod y data gorau ar gael yma. Er mwyn i’r model fod yn realistig dylid cynnwys unrhyw amddiffynfeydd (argloddiau a waliau) ac effaith newid hinsawdd gan luosi’r paramedr (llif, glawiad, cyflymder gwynt alltraeth neu uchder ton) yn dibynnu ar ba gyfnod o flynyddoedd a fodelir (1990-2025, 2025-2055, 2055-2085, 2085-2115) a gwelir canllawiau am hyn yn nogfennau NTC 15 (TAN 15) a PPS 25.
Llyfryddiaeth
- Cynulliad Cymru. (2004) Nodyn Cyngor Technegol 15: Datblygu a Pherygl o Lifogydd, Gorffennaf 2004 (NCT 15). Ar gael: (http://wales.gov.uk/docs/desh/publications/040701tan15cy.pdf). Agorwyd ddiwethaf 11eg Ion 2011, Technical Advice Note 15: Development and Flood Risk Planning Policy Wales, July 2004 (TAN 15). Ar gael: (http://wales.gov.uk/docs/desh/publications/040701tan15en.pdf). Agorwyd diwethaf 11eg Ion 2011.
- Department for Communities and Local Government. (2010) Planning Policy Statement 25: Development and Flood Risk (PPS 25), The Stationery Office, Llundain.
- Estrela, T. (1999) Hydraulic Modelling of the Tous Dam Break. Fourth CADAM (Concerted Action in Dam Break Modelling) Workshop, Zaragoza, Sbaen.
- Novak, P., Guinot, V., Jeffrey, A., a Reeve, D. E. (2010) Hydaulic Modelling - An Introduction: Principles, Methods and Applications. Spon Press, Rhydychen.
- Mae testun y cofnod hwn wedi’i ryddhau dan y drwydded Creative Commons BY-SA 4.0, sy’n eich caniatáu i’w ail-ddefnyddio a’i newid mewn unrhyw ffordd os ydych yn rhoi cydnabyddiaeth ar ffurf dolen i’r dudalen hon, ac yn trwyddedu eich fersiwn ddeilliadol yn yr un modd. Gweler testun y drwydded am ragor o fanylion.
