Приливная скважина

Приливной отверстие , [1] часто просто дается как отверстие в контексте, является приливное явление , в котором передний край прилива формирует волну (или волны) воды , которая перемещается вверх по реке или узкий залив против направления из течение реки или залива.

Скважина в заливе Моркамб , Соединенное Королевство.
"> Файл: Arnside bore.ogvВоспроизвести медиа
Видео о скважине Арнсайд в Соединенном Королевстве
Приливная бухта в заливе Аппер Кука на Аляске.

Отверстия встречаются в относительно небольшом количестве мест по всему миру, обычно в районах с большим диапазоном приливов (обычно более 6 метров (20 футов) между приливом и отливом), и где набегающие приливы попадают в мелкую сужающуюся реку или озеро через широкий залив. . [2] Воронкообразная форма не только увеличивает диапазон приливов, но также может уменьшать продолжительность прилива до точки, где наводнение проявляется как внезапное повышение уровня воды. Приливная волна возникает во время прилива и никогда во время отлива .

Волнистое животное и детеныши около устья реки Арагуари на северо-востоке Бразилии. Вид наклонный к устью с самолета на высоте примерно 30 м (100 футов). [3]

Приливная волна может принимать различные формы, начиная от одиночного волнового фронта с роликом - что-то вроде гидравлического прыжка [4] [5] - до волнообразных отверстий , состоящих из гладкого волнового фронта, за которым следует череда вторичных волн, известных как щенки . [6] Большие отверстия могут быть особенно опасными для судоходства, но также представляют возможности для речного серфинга . [6]

Двумя ключевыми особенностями приливного ствола являются интенсивная турбулентность и турбулентное перемешивание, возникающие во время распространения ствола, а также его грохочущий шум. Визуальные наблюдения за приливными бурами подчеркивают турбулентный характер волнения воды. Приливная волна вызывает сильное турбулентное перемешивание в устьевой зоне, и эти эффекты могут ощущаться на значительных расстояниях. Наблюдения за скоростью указывают на быстрое замедление потока, связанное с прохождением ствола, а также на большие колебания скорости. [7] [8] Приливная скважина издает мощный рев, который сочетает в себе звуки, вызванные турбулентностью в передней части ствола и рычанием, захваченными пузырьками воздуха в катке ствола, эрозией наносов под фронтом ствола и берегов, размывом мелей и бары, и удары о препятствия. Грохот ствола слышен далеко, потому что его низкие частоты могут распространяться на большие расстояния. Низкочастотный звук является характерной чертой движущегося ролика, в котором пузырьки воздуха, захваченные крупномасштабными водоворотами, акустически активны и играют доминирующую роль в генерации грохота. [9]

Слово bore происходит через древнеанглийский язык от древнескандинавского слова bára , означающего «волна» или «волна».

Приливные отверстия могут быть опасными. Некоторые реки, такие как Сена во Франции , река Петиткодиак в Канаде и река Колорадо в Мексике, и многие другие, имели зловещую репутацию в связи с приливными бурами. В Китае, несмотря на предупреждающие знаки, установленные на берегах реки Цяньтан , каждый год гибнут люди, которые слишком рискуют с буровым каналом. [2] Приливные буры влияют на судоходство и навигацию в эстуарной зоне, например, в Папуа-Новой Гвинее (реки Флай и Баму), Малайзии (Бенак в районе Батанг-Лупар) и Индии (канал Хугли).

С другой стороны, эстуарии, затронутые приливными волнами, являются богатыми зонами питания и рассадниками некоторых форм диких животных. [2] Устьевые зоны являются нерестилищами и нерестилищами нескольких местных видов рыб, в то время как аэрация, вызванная приливным стволом, способствует обильному росту многих видов рыб и креветок (например, в реке Рокан). Приливные буры также дают возможность заняться серфингом во внутренних водах .

Научные исследования

Научные исследования проводились на реке Ди [10] в Уэльсе в Соединенном Королевстве, Гаронне [11] [12] [13] [14] [15] и Селуне [16] во Франции, реке Дали [17]. ] в Австралии и устье реки Цяньтан [18] в Китае. Сила приливного потока в стволе скважины часто представляет проблему для научных измерений, о чем свидетельствует ряд инцидентов в полевых условиях на реке Ди, [10] Рио-Меарим, реке Дали [17] и реке Селун. [16]

Реки и заливы, которые, как известно, имеют протоки, включают те, которые перечислены ниже. [2] [19]

Азия

  • Ганг - Брахмапутра , Индия и Бангладеш
  • Река Инд , Пакистан
  • Река Ситтаунг , Бирма
  • Река Цяньтан , Китай , имеющая самый большой канал ствола в мире, [2] [18] высотой до 9 м (30 футов), движущаяся со скоростью до 40 км / ч (25 миль в час).
  • Батанг Лупар или река Лупар, недалеко от Шри-Амана , Малайзия . Приливная скважина в местном масштабе известна как бенак . [6]
  • Батанг Садонг или река Садонг, Саравак, Малайзия.
  • Боно, река Кампар , в заливе Меранти, Пелалаван, Индонезия . Местные жители опасаются такого явления, как потопление кораблей. [ необходима цитата ] Сообщается, что он разрывается на глубину до 130 км (81 миль) вглубь суши, но обычно до 40 км (25 миль) при высоте 6 м (20 футов). [20]

Австралия

  • Река Стикс , Квинсленд
  • Река Дали , Северная территория

Европа

  • Река Шеннон , вверх по устью Шаннона до Лимерика, Ирландия: 21 сентября 2013 г.

Великобритания

Вид на "Трент Эгир" из Западного Стоквита, Ноттингемшир , 20 сентября 2005 г.
Трент Эгир в Гейнсборо, Линкольншир , 20 сентября 2005 г.
  • Река Ди , Уэльс и Англия
  • Река Мерси . Вторая по величине приливная скважина после скважины Северн, высотой до 1,7 метра (6 футов). Канал имеет тенденцию формироваться вокруг Манчестерского судоходного канала .
  • Северн отверстие на реке Северн , Уэльсе и Англии, до 2 -х метров (7 футов)
  • Трент Aegir на реке Трент , Англия, до 1,5 м (5 футов) в высоту. Также другие притоки устья Хамбера .
  • Ривер Парретт
  • Река Велланд
  • Arnside Bore на реку Кент
  • Река Великий Уз
  • Река Уз, Йоркшир . Как и ствол Трента, он также известен как «Эгир».
  • Река Эдем
  • Река Эск
  • Река Нит
  • Река Лун , Ланкашир
  • Река Риббл , Ланкашир
  • Река Йелм , Девон
  • Река Левен, Камбрия
Приливная волна на реке Риббл

Бельгия

  • Дурме , Фландрия

Франция

По- французски это явление обычно называют un mascaret . [21], но предпочтительны некоторые другие местные названия. [19]

  • До 1960-х гг. У Сены была большая скважина, которую местные жители называли ла-барр . С тех пор он был практически устранен дноуглубительными работами и тренировками в реке . [19]
  • Залив Мон-Сен-Мишель, включая Куэнон , Селун и Се [19]
  • Аргуенон [19]
  • Бэ-де-ла-Френэ [19]
  • Вир [19]
  • Сиенн  [ фр ] [19]
  • Вилен , местное название le mascarin
  • Дордонь [19]
  • Гаронна [19]

Папуа - Новая Гвинея

  • Флай Ривер [22]
  • Река Турама

Северная Америка

Соединенные Штаты

Приливная волна на реке Петиткодиак
  • Тернагейн Arm в заливе Кука , Аляска . До 2 метров (7 футов) и 20 км / ч (12 миль в час).
  • Исторически сложилось так, что у реки Колорадо был приливный ствол высотой до 6 футов, который простирался на 47 миль вверх по реке.
  • Река Саванна до 10 миль (16 км) вглубь суши. [ необходима цитата ]
  • Небольшие приливные буры, всего несколько дюймов в высоту, продвигались вверх по приливному заливу на побережье залива Миссисипи.

Канада

Большинство рек, впадающих в верхнюю часть залива Фанди между Новой Шотландией и Нью-Брансуиком, имеют приливные боры. Известные из них включают:

  • Река Петиткодиак раньше имела самый высокий ствол в Северной Америке, его высота превышала 2 метра (6,6 фута), но строительство дамбы между Монктоном и Ривервью в 1960-х годах привело к последующему обширному осаждению, которое уменьшило ствол до немногим более ряби. После значительных политических разногласий ворота дамбы были открыты 14 апреля 2010 года в рамках проекта восстановления реки Петиткодиак, и приливная волна снова начала расти. [23] Восстановления канала ствола было достаточно, чтобы в июле 2013 года профессиональные серферы проехали на высокой волне высотой 1 метр (3,3 фута) 29 километров (18,0 миль) вверх по реке Петиткодиак от деревни Белливо до Монктона, чтобы установить новую североамериканскую рекорд по продолжительному серфингу.
  • Река Шубенакади , также у залива Фанди в Новой Шотландии. Когда приближается приливная скважина, полностью осушенные русла заполняются. Он унес жизни нескольких туристов, которые были в руслах рек, когда проходила скважина. [ Необходима цитата ] Летом операторы лодок предлагают рафтинг-экскурсии.
  • Канал является самым быстрым и высоким на некоторых небольших реках, которые соединяются с заливом, включая реки Хеберт и Маккан в бассейне Камберленд , реки Санта-Крус и Кеннеткук в бассейне Минас и реку Лосось в Труро. [24]

Мексика

Исторически сложилось так, что в Калифорнийском заливе в Мексике в устье реки Колорадо было приливное отверстие . Он образовался в устье около острова Монтегю и распространился вверх по течению. Когда-то он был очень сильным, но водозаборы реки для орошения ослабили течение реки до такой степени, что приливная волна почти исчезла.

Южная Америка

  • Река Амазонка в Бразилии и река Ориноко в Венесуэле высотой до 4 метров (13 футов) со скоростью до 13 миль в час (21 км / ч). Как известно локально , как бор . [25]
  • Река Меарим в Бразилии
  • Река Арагуари в Бразилии. Очень сильный в прошлом, он считается потерянным с 2015 года из-за разведения буйволов, ирригации и строительства плотины вдоль реки, что привело к значительной потере воды.

Озера с входом в океан также могут иметь приливные боры. [ необходима цитата ]

Северная Америка

  • Озеро Нитинат на острове Ванкувер имеет иногда опасную приливную бухту в районе Нитинат-Нэрроуз, где озеро встречается с Тихим океаном. Озеро популярно среди виндсерферов из-за постоянных ветров.

  • Землетрясение 1812 года в Новом Мадриде , историческое землетрясение в Соединенных Штатах, которое привело к временному течению реки Миссисипи назад.
  • Приливная гонка
  • Тонлесап , система озер и рек в Камбодже, где муссонные наводнения могут временно привести к обратному течению реки, хотя и не в виде приливного канала.

  1. ^ Иногда также известен как эгир , эагре или эгр в контексте определенных случаев в Британии.
  2. ^ a b c d e Шансон, Х. (2011). Tidal Bores, Aegir, Eagre, Mascaret, Pororoca. Теория и наблюдения . World Scientific, Сингапур. ISBN 978-981-4335-41-6.
  3. ^ Рисунок 5 в: Сьюзан Барч-Винклер; Дэвид К. Линч (1988), Каталог всемирных проявлений и характеристик приливных стволов (Циркуляр 1022), Геологическая служба США
  4. ^ Шансон, Х. (2012). «Соображения импульса в гидравлических прыжках и буровых скважинах» . Журнал ирригации и дренажной инженерии . ASCE. 138 (4): 382–85. DOI : 10.1061 / (ASCE) IR.1943-4774.0000409 . ISSN  0372-0187 .
  5. ^ Шансон, Х. (2009). «Современные знания о гидравлических скачках и связанных с ними явлениях. Обзор экспериментальных результатов» . Европейский журнал Mechanics B . 28 (2): 191–210. Bibcode : 2009EJMF ... 28..191C . DOI : 10.1016 / j.euromechflu.2008.06.004 . ISSN  0997-7546 .
  6. ^ а б в Шансон, Х. (2009). Экологические, экологические и культурные воздействия приливных боров, Бенакса, Боно и Бурро . Proc. Международный семинар по экологической гидравлике IWEH09, Теоретические, экспериментальные и вычислительные решения, Валенсия, Испания, 29–30 октября, редактор П.А. Лопес-Хименес и др., Приглашенная программная лекция, 20 стр. (CD-ROM).
  7. ^ Кох, К. и Шансон, Х. (2008). «Турбулентное перемешивание под волнообразным фронтом ствола» . Журнал прибрежных исследований . 24 (4): 999–1007. DOI : 10.2112 / 06-0688.1 . S2CID  130530635 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  8. ^ Кох, К. и Шансон, Х. (2009). «Измерения турбулентности в положительных скачках и отверстиях» . Журнал гидравлических исследований . 47 (1): 29–40. DOI : 10.3826 / jhr.2009.2954 . S2CID  124743367 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Шансон, Х. (2009). «Грохочущий звук, порожденный приливным бурением в заливе Мон-Сен-Мишель» . Журнал Акустического общества Америки . 125 (6): 3561–68. Bibcode : 2009ASAJ..125.3561C . DOI : 10.1121 / 1.3124781 . PMID  19507938 .
  10. ^ а б Симпсон, Дж. Х., Фишер, Н. Р. и Уайлс, П. (2004). «Напряжение Рейнольдса и производство ТКЭ в устье с приливным стволом». Estuarine, Coastal and Shelf Science . 60 (4): 619–27. Bibcode : 2004ECSS ... 60..619S . DOI : 10.1016 / j.ecss.2004.03.006 . во время этого […] развертывания прибор [ADCP] неоднократно закапывался в отложениях после 1-го приливного цикла, и его пришлось со значительными трудностями выкапывать из отложений во время подъема.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ^ Шансон, Х. , Любин, П., Саймон, Б., и Ренгоат, Д. (2010). Турбулентность и осадочные процессы в приливном стволе реки Гаронна: первые наблюдения . Отчет о гидравлической модели № CH79 / 10, Школа гражданского строительства, Университет Квинсленда, Брисбен, Австралия, 97 стр. ISBN 978-1-74272-010-4.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  12. ^ Саймон Б., Любин П., Ренгоат Д., Шансон Х. (2011). Измерения турбулентности в приливном стволе реки Гаронна: первые наблюдения . Proc. 34-й Всемирный конгресс IAHR, Брисбен, Австралия, 26 июня - 1 июля, издание Engineers Australia, Эрик Валентайн, Колин Апельт, Джеймс Болл, Хьюберт Шансон , Рон Кокс, Роб Эттема, Джордж Кучера, Мартин Ламберт, Брюс Мелвилл и редакторы Джейн Саргисон, С. 1141–48. ISBN 978-0-85825-868-6.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ^ Шансон, Х. , Ренгоат, Д., Саймон, Б., Любин, П. (2012). «Измерения высокочастотной турбулентности и концентрации взвешенных наносов в приливном стволе реки Гаронна» . Estuarine, Coastal and Shelf Science . 95 (2–3): 298–306. Bibcode : 2011ECSS ... 95..298C . CiteSeerX  10.1.1.692.2537 . DOI : 10.1016 / j.ecss.2011.09.012 . ISSN  0272-7714 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  14. ^ Reungoat, D., Chanson, H. , Caplain, C. (2014). «Осадочные процессы и изменение направления потока в волнообразном приливном стволе реки Гаронна (Франция)» . Механика жидкостей окружающей среды . 14 (3): 591–616. DOI : 10.1007 / s10652-013-9319-у . ISSN  1567-7419 . S2CID  14357850 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  15. ^ Ренгоат, Д., Шансон, Х. , Кивил, К. (2014). Турбулентность, осадочные процессы и столкновение приливных стволов в проливе Арчинс, река Гаронна (октябрь 2013 г.) . Отчет о гидравлической модели № CH94 / 14, Школа гражданского строительства, Университет Квинсленда, Брисбен, Австралия, 145 Стр . ISBN 9781742721033.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  16. ^ а б Муазе Д., Шансон Х. и Саймон Б. (2010). Полевые измерения в приливном стволе реки Селун в заливе Мон-Сен-Мишель (сентябрь 2010 г.) . Отчет о гидравлической модели № CH81 / 10, Школа гражданского строительства, Университет Квинсленда, Брисбен, Австралия, 72 стр. ISBN 978-1-74272-021-0. полевые исследования столкнулись с рядом проблем и неудач. Примерно через 40 с после прохода канала ствола металлический каркас начал двигаться. Опора ADV полностью вышла из строя через 10 минут после приливной скважины.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  17. ^ а б Волански Э., Уильямс Д., Спаньол С. и Шансон Х. (2004). «Волноводная динамика приливного ствола в устье Дейли, Северная Австралия» . Estuarine, Coastal and Shelf Science . 60 (4): 629–36. Bibcode : 2004ECSS ... 60..629W . DOI : 10.1016 / j.ecss.2004.03.001 . Примерно через 20 минут после прохождения ствола две алюминиевые рамы на участке C были опрокинуты. […] Наблюдался участок макротурбулентности продолжительностью 3 минуты. […] Это неустойчивое движение было достаточно энергичным, чтобы опрокинуть причалы, которые пережили гораздо более высокие квазистационарные течения 1,8 м / с.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  18. ^ а б Ли, Инь; Пан, Дун-Цзы; Шансон, Хьюберт; Пан, Цун-Хонг (июль 2019 г.). «Характеристики распространения приливных волн в устье реки Цяньтан в Китае в реальном времени, зарегистрированные морским радаром» (PDF) . Исследования континентального шельфа . Эльзевир. 180 : 48–58. DOI : 10.1016 / j.csr.2019.04.012 . Приливная волна на реке Цяньтан была зарегистрирована в двух разных географических точках. Были получены и проанализированы характерные схемы потока, включая временные изменения на относительно крупномасштабной территории. Результаты экспериментов показали, что полученная с помощью радара скорость и расчетная высота приливной бочки согласуются с визуальными наблюдениями в этой эстуарной зоне.
  19. ^ Б с д е е г ч я J Шансон, Х. (2008). Фотографические наблюдения приливных боров (маскарет) во Франции . Отчет о гидравлической модели № CH71 / 08, Univ. Квинсленда, Австралия, 104 стр. ISBN 978-1-86499-930-3.
  20. ^ Райан Новитра (3 февраля 2017 г.). «Риау представит волну Боно в международном туризме» .
  21. ^ (на французском языке) определение маскарет
  22. ^ стр. 159, Барри Р. Болтон. 2009. Река Флай, Папуа-Новая Гвинея: экологические исследования в тропической речной системе, подвергшейся воздействию. Elsevier Science. ISBN  978-0444529640 .
  23. ^ Река Петиткодиак меняется быстрее, чем ожидалось
  24. ^ Естественная история Новой Шотландии Vol. Я, гл. Т "Океанские течения", с. 109
  25. ^ (на английском языке) «Поророка: серфинг по Амазонке» указывает на то, что «Рекорд, который мы смогли найти для серфинга на самое большое расстояние на Поророке, был установлен Пикурутой Салазаром, бразильским серфером, который в 2003 году сумел покататься на волне 37 минут и проехать 12,5 км (7,8 миль) ».

  • Информация о скважине Северн, Великобритания
  • Любительское видео приливной скважины "Wiggenhall Wave"
  • ссылка на Proudman Inst. страница
  • Маскарет, Эгир, Поророка, Приливная скважина. Quid? ОУ? Quand? Комментарий? Pourquoi? в Journal La Houille Blanche , № 3, стр. 103–14
  • Турбулентное перемешивание под волнообразным фронтом ствола в Journal of Coastal Research , Vol. 24, No. 4, pp. 999–1007 doi : 10.2112 / 06-0688.1
  • Исследование приливной скважины (2017) Университет Квинсленда.