Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Три компонента, которые включаются в нагрузку речной системы, следующие: растворенная нагрузка , нагрузка на стирку и нагрузка на дно. Материал слой нагрузка представляет собой часть осадки , который транспортируется потоком , который содержит материал , полученный из кровати. [1] Нагрузка на материал слоя обычно состоит из всей нагрузки на слой и доли подвешенной нагрузки , представленной в слое.отложения. Обычно он состоит из зерен крупнее 0,062 мм, причем основным источником является дно канала. Его важность заключается в том, что его состав соответствует составу кровати, и поэтому материал при транспортировке может активно заменяться на кровать. По этой причине нагрузка на русло влияет на морфологию русла реки. Загрузка слоя и нагрузка смыва (осадок, который движется высоко в потоке и не извлекает из него немаловажный импульс) вместе составляют общую нагрузку осадка в потоке. [2] Порядок, в котором рассматривались три компонента нагрузки - растворенный, смыв, материал слоя - можно рассматривать как прогрессию: все более медленные скорости переноса, так что пик нагрузки все больше и больше отстает от пика потока во время любое событие.[3]

Транспорт осадка [ править ]

Нагрузка из материала слоя состоит из более крупных зерен, чем любая другая нагрузка. Скорость движения зерна зависит от транспортной способности потока. Частицы движутся путем качения, скольжения или сальтации (подпрыгивания или прыжка зерен) со скоростью, меньшей, чем скорость окружающего потока. Вальцовка является основным видом транспорта в ручьях с гравийным дном, в то время как сальтация, при которой зерна прыгают по дну по ряду низких траекторий, в основном ограничивается песками и мелким гравием. [3] Различные уравнения используются для оценки скорости, с которой осадки переносятся через речную систему. Уравнения расхода материала слоя обычно применимы только в пределах диапазона условий потока и размеров отложений, для которых были получены уравнения. [4]Переменные, используемые для характеристики переноса нагрузки материала слоя, как описано Кумаром (2012), следующие: [5]

- Геометрия канала: b (ширина канала), y (глубина потока) и BF (форма русла канала)

- Динамические свойства: Q \ (расход в канале), Sf (трение / наклон энергии), τb (напряжение сдвига в слое) и τc (критическое напряжение сдвига или напряжение сдвига по Шилдсу)

- Свойства осадка: d (средний размер осадка), σ (коэффициент градации частиц осадка) и Gs (удельный вес)

- Свойства жидкости: ν (вязкость)

Транспортировка материала слоя ( C ) зависит от всех вышеперечисленных параметров, а именно:

C = f (b , y , BF, Q , Sf , τ b, τ c, d , σ , Gs , ν)

Знание переноса наносов важно для таких усилий, как восстановление рек, защита экосистем, судоходство и управление инфраструктурой. [6]

Измерения [ править ]

Прямые и косвенные методы - это два способа измерения материала слоя. Прямое измерение выполняется с помощью физической ловушки, при которой устройство контактирует со слоем, «позволяя осадку, транспортируемому в виде слоя, накапливаться (или задерживаться) внутри пробоотборника в течение определенного времени, после чего пробоотборник поднимается на поверхность, и материал опорожняется и взвешивается для определения веса, транспортируемого за единицу времени ». [6] Существует три типа пробоотборников прямого действия, которые включают коробку или корзину, поддон или лоток, а также перепад давления, как описано Хаббеллом. (1964). [7] Измерения расхода грунтового материала являются редкими и часто имеют неизвестную точность, потому что ни один пробоотборник не был тщательно протестирован и откалиброван в широком диапазоне гидравлических условий.[4] Пробоотборник в ящике имеет отверстие, через которое может поступать осадок, пробоотборники с поддоном или лотком помещаются перед открытой передней частью ящика, а пробоотборник разности давлений предназначен для создания перепада давления на конце сопла. . Точные полевые измерения сделать очень сложно, ошибки в основном связаны с самими измерительными устройствами и с экстремальными временными изменениями скорости переноса, которые являются характерной чертой движения материала слоя. [8] [9]Косвенные измерения могут быть выполнены с помощью трассера, повторных исследований каналов, велосиметрии с пласта или велосиметрии. Ни один из методов не является полностью удовлетворительным, но косвенные исследования каналов, при условии, что они достаточно подробны в масштабе досягаемости, могут дать надежные результаты и имеют преимущества минимального нарушения потока и интегрированного по времени отбора проб, который усредняет краткосрочные колебания в транспортная ставка. [10]

Важность [ править ]

Материал пласта влияет на морфологию русла реки. Перенос материала русла в аллювиальных реках является основным связующим звеном между речной гидравликой и речной формой [11] и отвечает за построение и поддержание геометрии русла. [12]

Ссылки [ править ]

  1. ^ RJ Garde; KG Ranga Raju. (2000). Механика переноса наносов и проблемы аллювиальных водотоков . Нью-Дели: New Age International. п. 262. ISBN. 978-81-224-1270-3.
  2. ^ Belperio, A (1979). «Совместное использование графиков загрузки стирки и нагрузки на материал постели для расчета общей загрузки: пример из реки Бурдекин, Австралия». КАТЕНА . 6 (3–4): 317–329. DOI : 10.1016 / 0341-8162 (79) 90027-4 .
  3. ^ a b Найтон, Дэвид (1998). Речные формы и процессы: новая перспектива . Нью-Йорк: John Wiley and Sons Inc.
  4. ^ а б Эндрюс, ED (1981-02-01). «Измерение и расчет расхода донного материала в мелком ручье с песчаным дном, Мадди-Крик, Вайоминг». Исследование водных ресурсов . 17 (1): 131–141. Bibcode : 1981WRR .... 17..131A . DOI : 10.1029 / WR017i001p00131 . ISSN 1944-7973 . 
  5. ^ Кумар, Bimlesh (2012-07-01). «Нейросетевое прогнозирование переноса нагрузки материала пласта». Журнал гидрологических наук . 57 (5): 956–966. DOI : 10.1080 / 02626667.2012.687108 . ISSN 0262-6667 . 
  6. ^ a b «Измерение переноса наносов в песчаных реках: взгляд на два косвенных метода отбора проб» (PDF) . webcache.googleusercontent.com . Архивировано 21 октября 2015 года . Проверено 17 декабря 2015 . CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  7. ^ "Аппаратура и методы для измерения нагрузки на кровать" (PDF) . webcache.googleusercontent.com . Архивировано из оригинального (PDF) 18 ноября 2016 года . Проверено 17 декабря 2015 .
  8. ^ Хаббел, DW (1987). Отбор проб и анализ нагрузки на кровать . Chichestre: Wiley. С. 89–106.
  9. Перейти ↑ Gomez, Basil (август 1991). «Вагонный транспорт». Обзоры наук о Земле . 31 (2): 89–132. Bibcode : 1991ESRv ... 31 ... 89G . DOI : 10.1016 / 0012-8252 (91) 90017-A .
  10. ^ Лейн, штат Нью-Йорк; Ричардс, К.С. и Чендлер, Дж. Х (1995). «Морфологическая оценка интегрированной во времени скорости переноса донной нагрузки». Исследование водных ресурсов : 761–72.
  11. Перейти ↑ Gomez, Basil (2006-11-14). «Возможная скорость транспортировки грунтовых грузов» . Труды Национальной академии наук . 103 (46): 17170–17173. Bibcode : 2006PNAS..10317170G . DOI : 10.1073 / pnas.0608487103 . ISSN 0027-8424 . PMC 1859904 . PMID 17088528 .   
  12. ^ Гудвин, Питер (2004-01-01). «Аналитические решения для оценки эффективного расхода». Журнал гидротехники . 130 (8): 729–738. DOI : 10.1061 / (ASCE) 0733-9429 (2004) 130: 8 (729) . ISSN 0733-9429 .