Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Бар рта является элементом дельтовой системы, которая относится к обычно в середине канала осаждения осадка , транспортируемом русло реки в устье реки . [1]

Механизм формирования [ править ]

Устье реки бары образуют , так как площадь поперечного сечения расширяющейся осадки нагруженного оттока увеличивается, и , следовательно, наносы скорости вниз по реактивному осевой линии уменьшается basinward по мере продвижения потока от ограничивается неограниченном. [1] Более конкретно, четыре стадии формирования устьевой перемычки: (1) Турбулентная струя, расширяющаяся в неглубокий и наклонный бассейн, сначала создает параллельные подводные дамбы, простирающиеся к бассейну и начинающие перемычку устья реки к концам дамб из-за уменьшение потока импульса струи и, как следствие, высокая седиментацияставка в этом регионе; (2) Подводные дамбы простираются к бассейну, и устье реки усиливается и продвигается, так как его присутствие вызывает ускорение потока на линиях тока над барой , и впоследствии это ускорение изменяет градиент переноса наносов по барьеру, вызывая эрозию на поверхности вала выше по течению и отложения. в следе от бара ниже по потоку ; (3) Расширение устьевой перемычки прекращается, и она застаивается, когда глубина над перемычкой достаточно мала , чтобы создать давление жидкости на стороне выше по потоку от перемычки, заставляя обтекать стержень и, следовательно, уменьшая скорость и напряжение сдвига.над барной стойкой; (4) Наконец, поскольку дамбы продолжают расти и расширяться из-за наличия перемычки, увеличенные сбросы воды и наносов вокруг перемычки вызывают расширение и создание классической треугольной перемычки устья реки на виде сверху. [1]

Контроль за эволюцией ротовой дуги [ править ]

На эрозию наносов и динамику отложений в устьевой зоне, как следствие, на формирование и рост устьевых перемычек влияют несколько естественных и искусственных факторов. Человеческая деятельность, такая как строительство резервуаров , крупномасштабная рекультивация и строительство насыпей, полностью нарушает гидродинамический баланс системы и навсегда нарушает морфологию устьевых перемычек. [2] Кроме того, гидродинамические факторы, такие как сток воды, колебания стока рек, т. Е. Неравномерные условия стока, связанные с гидрографом реки , поток наносов, характеристики наносов, геометрия устья реки, растительность, наличие приливов и волн, играют жизненно важная роль в отложенияхдинамика эрозии и отложений в устьях рек и активизирует серьезный геоморфологический контроль за развитием устьевой косы. [2] [3]

Что касается характеристик наносов, то их масса и связность играют важную роль в эволюции устьевой перемычки. Поскольку более крупные отложения плохо взвешиваются струей, они, вероятно, оседают вблизи устья реки и приводят к образованию устьевой перемычки. С другой стороны, поскольку мелкие отложения обычно переносятся во взвешенном состоянии, они могут переноситься дальше и широко рассеиваться, что в большинстве случаев приводит к строительству дамбы. [2] [4] Кроме того, сцепление наносов и аналогичная им растительность играют роль в морфологии устьевых отложений, усиливая стабилизацию, следовательно, изменяя гидравлическую геометрию устья и изменяя гидродинамику струи. [2] [5] [6] Размер зерна, который контролирует скорость оседания частиц, также влияет на расположение устья реки по направлению к выходу. [7] Кроме того, результаты модели [1] недавно показали, что ширина русла реки, глубина, скорость оттока и уклон бассейна являются наиболее важными переменными, влияющими на расстояние до устья реки.

Помимо средств контроля, связанных с речными процессами , влияние морских средств контроля, таких как волновая активность и приливы, на устья рек является значительным для эволюции устьевой перемычки. Волны имеют двойной эффект на рост перемычки во рту; в то время как небольшие и локально генерируемые волны способствуют формированию стержней за счет увеличения распространения струи, большие волны зыби подавляют развитие стержней. [2] Комплексное воздействие приливов, с другой стороны, зависит от относительной силы инерции реки по отношению к приливной энергии. Когда приливная энергия намного выше речной , это сильно влияет на гидродинамику струи, выходящей из устья реки, где преобладает отложение наносов. [8]Непрерывно изменяющаяся скорость приливной волны, ширина распространяющейся струи, глубина воды и, следовательно, донное трение в течение всего приливного цикла вызывают развитие отчетливой морфологии устьевой перемычки. [9] [10] [11] Речной сток , приливы и волны также могут одновременно влиять на динамику стока в зависимости от плавучести, которая играет важную роль в эволюции устьевых перемычек. [10] [12]

Важность заглушек [ править ]

Когда рассматривается дельта с преобладанием реки, формирование и развитие конечных распределительных каналов дельты, которые являются наиболее активными частями сети распределительных каналов, тесно связаны с формированием устьевой перемычки. [13] Бифуркация потока в канале из-за начального образования устьевой перемычки формирует новые распределительные каналы, которые расширяются по мере миграции устьевой перемычки. Рост устьевой перемычки в боковом направлении и вверх по потоку снижает скорость потока и поток наносов, т. Е. Пропускную способность для переноса отложений через этот канал, что приводит к заполнению и отказу от конечного распределительного канала. Активный канал, в который отводится поток, снова раздваивается после образования другой перемычки для устья и создает еще одну единицу каналов.

Кроме того, бары устье реки имеют важное значение углеводородных резервуаров , [14] [15] и широко интерпретированы в геологической истории . [16] [17] анализы гидравлических и sedimentologic условий формирования устья реки бара, проградация и намыв , и предсказание на их форме, размере и расстояниях являются невероятно ценными для прогнозирования пласта.

В конце концов, в устьевых регионах происходит взаимное взаимодействие между морфологией и динамикой потока. В то время как морфология устьевой перемычки формируется и зависит от динамики потока и наносов или волн и течения, устьевые перемычки также изменяют эту динамику и изменяют морфологию устьев. [13] Таким образом, понимание эволюции устьевой перегородки является ключевым для дальнейшей и более точной количественной оценки изменений в речной гидравлике и морфодинамике из-за существования устьевой перегородки.

Разные типы [ править ]

Стойки устья подразделяются на категории на основе основных сил, преобладающих в их формировании: [10] (1) инерция оттока, (2) трение турбулентного слоя, (3) плавучесть сточных вод , (4) вызванные волной и, наконец, (5) приливные силы. .

Устья рек с преобладанием инерции [ править ]

Процессы, связанные с высокими скоростями истечения на выходе из глубокой воды и диспергированием отложений из-за турбулентной струи, создают узкие удлиненные полулунные перемычки с плоской или слегка восходящей спиной, которые также называются устьевыми перемычками «типа Гилберта», обычно в глубоководных районах. районы дельты .

Устья рек с преобладанием трения [ править ]

Боковое распространение турбулентной струи, усиленное увеличением сопротивления трению на мелководье в прибрежных водах, также связанное с высокой нагрузкой на русло, создает почти треугольную «полосу среднего грунта» в устье реки, вызывая раздвоение русла. По мере продолжения проградации в устьях раздвоенных каналов появляются новые перемычки, которые усиливают рост дельты по направлению к бассейну . Дельта Миссисипи состоит из мелководных типов с преобладанием трения на востоке (Северо-восточный проход).

Отводы устья рек с преобладанием плавучести [ править ]

Преобладание процессов плавучести в устье реки, связанное с сильной стратификацией плотности стока и нагрузкой мелкозернистыми наносами, а не нагрузкой на русло , приводит к образованию ограниченных по бокам узких радиальных полос с пологими склонами на мелководных участках дельты. Дельта Миссисипи состоит из широко разделенных типов устьевых перемычек с преобладанием плавучести на юге ( Юго-Западный проход и Южный проход).

В устье реки преобладают волны [ править ]

Мощная и устойчивая энергия волн и соответствующие процессы, такие как переработка волн, преломление оттока, перемешивание из-за обрушения волн , рассредоточение наносов вдоль и поперек берега, порождают регулярные, обычно заполненные песком, серповидные полосы, расположенные на небольшом расстоянии от устья. Форма и расположение планки для рта также меняются при нормальном или наклонном падении волны.

Устья рек с преобладанием приливов [ править ]

Развитие устьевых отмелей с преобладанием приливов и отливов сильно зависит от двунаправленного переноса наносов приливными течениями, вызывающих значительный возврат наносов в русло выше по течению. Переносы наносов с преобладанием паводков и отливов образуют широкую прерывистую радиальную перемычку, в которой преобладают большие приливные хребты, разделенные глубокими каналами.

Последствия для управления устьем [ править ]

Эволюция устьевой перемычки чрезвычайно важна в прибрежном ландшафте. В большинстве случаев они находятся под водой и недоступны. Однако после того, как они появляются и становится видимой их субаэральная часть, они превращаются в дельтовые острова. Следовательно, способствуя расширению земель, они восстанавливают искусственно измененные береговые линии и смягчают прибрежную эрозию , [18] [19] [20] защищают прибрежные сообщества [21], способствуют росту растительности, обеспечивают среду обитания для богатых и продуктивных экосистем эстуариев, [22]и потенциально могут быть использованы для сельского хозяйства, проживания и инженерии. Кроме того, отложения устьевой перемычки представляют собой стратегическое место для исследовательских проектов по восстановлению устья и дельты, что делает их идеальными для изучения эффектов уменьшения наносов реки и относительного повышения уровня моря, а также для оценки эволюции реки, включая потерю земель и затопление. дельты. [23]

Серьезным примером является дельта реки Миссисипи, где прибрежные водно-болотные угодья исчезают со скоростью примерно 1% земли в год. [24] [25] В дельте Миссисипи, чтобы исключить потерю земель и смягчить прибрежную эрозию, были построены искусственные водозаборы, соединяющие реку с дельтовыми водно-болотными угодьями . [18] [26] [27]По сути, ожидается, что эти отклонения создадут заглушки для устьев на нижнем конце потока. Поэтому планы восстановления и исследования многих ученых и инженеров нацелены, в конечном итоге, на содействие отложению перемычки во рту за счет стратегического выбора участков отвода и геометрии отвода и, следовательно, стабилизации струи, повышения эффективности донного трения и улавливания наносов. [6] [28] [29] [30] Этот пример показывает, насколько чрезвычайно важно понимать динамику устьевых перемычек и физику их образования для будущих обсуждений освоения новых земель, восстановления устья, а также мер по смягчению последствий для потеря дельтовых водно-болотных угодий.

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б в г Эдмондс, DA; Слингерленд, Р.Л. (2007). «Механика формирования устьевой перемычки: значение для морфодинамики распределительных сетей дельты». Журнал геофизических исследований . 112 : F02034. Bibcode : 2007JGRF..11202034E . DOI : 10.1029 / 2006JF000574 .
  2. ^ a b c d e Фагерацци, Серджио; Эдмондс, Дуглас А .; Нардин, Уильям; Леонарди, Николетта; Канестрелли, Альберто; Фальчини, Федерико; Jerolmack, Douglas J .; Мариотти, Джулио; Роуленд, Джоэл С .; Слингерленд, Руди Л. (сентябрь 2015 г.). «Динамика устьевых отложений: ДИНАМИКА РЕЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ» . Обзоры геофизики . 53 (3): 642–672. DOI : 10.1002 / 2014RG000451 .
  3. ^ Лэмб, Майкл П .; Nittrouer, Jeffrey A .; Мохриг, Дэвид; Шоу, Джон (март 2012 г.). «Контроль подпора и речного шлейфа при размывке вверх по течению в устьях рек: последствия для флювиодельтовой морфодинамики: КОНТРОЛЬ ЗАПОДА И РЕЧНЫХ СЛИВ» . Журнал геофизических исследований: Поверхность Земли . 117 (F1): н / д – н / д. DOI : 10.1029 / 2011JF002079 .
  4. ↑ Идзуми, Норихиро; Танака, Хитоши; Дата, Масанао (2003). «ИНКЕПТИВНАЯ ТОПОГРАФИЯ ФЛЮВИАЛЬНО-ДОМИНИРОВАННЫХ РЕЧНЫХ ТЕРРАС: ТЕОРИЯ» . Добоку Гаккай Ронбуншу (740): 95–107. DOI : 10,2208 / jscej.2003.740_95 . ISSN 1882-7187 . 
  5. ^ Хойал, DCJD; Листов, BA (2009-04-23). «Морфодинамическая эволюция экспериментальных когезионных дельт» . Журнал геофизических исследований . 114 (F2): F02009. DOI : 10.1029 / 2007JF000882 . ISSN 0148-0227 . 
  6. ^ a b Эдмондс, Дуглас А .; Слингерленд, Руди Л. (февраль 2010 г.). «Значительное влияние сцепления наносов на морфологию дельты» . Природа Геонауки . 3 (2): 105–109. DOI : 10.1038 / ngeo730 . ISSN 1752-0894 . 
  7. ^ Ван, Флора C .; Экспериментальная станция инженеров водных путей армии США; Соединенные Штаты; Государственный университет Луизианы (Батон-Руж, штат Луизиана). (1985). Дельта реки Атчафалая. Отчет 7, Аналитический анализ развития дельты реки Атчафалая . Аналитический анализ развития дельты реки Атчафалая. Виксбург, штат Миссисипи: Спрингфилд, Вирджиния: Экспериментальная станция инженеров водных путей армии США; [Доступно в Национальной службе технической информации].
  8. ^ Cai, H .; Savenije, HHG; Тоффолон, М. (15.07.2013). «Соединение реки с устьем: влияние речного стока на затухание приливов и отливов» . Обсуждения гидрологии и наук о Земле . 10 (7): 9191–9238. DOI : 10.5194 / hessd-10-9191-2013 . ISSN 1812-2116 . 
  9. ^ Леонарди, Николетта; Канестрелли, Альберто; Солнце, Дао; Фагерацци, Серджио (2013). «Влияние приливов на морфологию и гидродинамику устьевой перемычки» . Журнал геофизических исследований: океаны . 118 (9): 4169–4183. DOI : 10.1002 / jgrc.20302 . ISSN 2169-9291 . 
  10. ^ a b c Райт, LD (1977-06-01). «Перенос и отложение наносов в устьях рек: синтез» . Бюллетень GSA . 88 (6): 857–868. DOI : 10.1130 / 0016-7606 (1977) 882.0.CO; 2 . ISSN 0016-7606 . 
  11. ↑ Абрамович, GN (1963). Теория турбулентных струй . Кембридж, Массачусетс: MIT Press.
  12. ^ Роуленд, Джоэл С .; Дитрих, Уильям Э .; Стейси, Марк Т. (2010). «Морфодинамика формирования подводных дамб: взгляд на морфологию устья рек в результате экспериментов» . Журнал геофизических исследований: Поверхность Земли . 115 (F4). DOI : 10.1029 / 2010JF001684 . ISSN 2156-2202 . 
  13. ^ a b Olariu, C .; Бхаттачарья, JP (01.02.2006). «Конечные распределительные каналы и архитектура передних частей дельты в системах дельты с преобладанием рек» . Журнал осадочных исследований . 76 (2): 212–233. DOI : 10,2110 / jsr.2006.026 . ISSN 1527-1404 . 
  14. ^ Роберт С. Тай; Янок П. Бхаттачар (1999). «Геология и стратиграфия флювиодельтовых отложений в ивишакской формации: приложения для разработки месторождения Прадхо-Бей, Аляска» . Бюллетень AAPG . 83 . DOI : 10.1306 / e4fd421f-1732-11d7-8645000102c1865d . ISSN 0149-1423 . 
  15. ^ Роберт С. Тай; Джеймс Дж. Хики (2001). «Характеристика проницаемости песчаников распределенных устьевых перемычек на месторождении Прудо-Бей, Аляска: как горизонтальные керны снижают риск при разработке дельтовых коллекторов» . Бюллетень AAPG . 85 . DOI : 10,1306 / 8626c91f-173b-11d7-8645000102c1865d . ISSN 0149-1423 . 
  16. ^ Тай, Роберт С. (август 2004 г.). «Геоморфология: подход к определению размеров подземного коллектора» . Бюллетень AAPG . 88 (8): 1123–1147. DOI : 10.1306 / 02090403100 . ISSN 0149-1423 . 
  17. ^ Янок П. Бхаттачарья; Брайан Дж. Ви (2001). «Низкие дельты в формации Frontier, бассейн Паудер-Ривер, штат Вайоминг: значение для стратиграфических моделей последовательностей» . Бюллетень AAPG . 85 . DOI : 10.1306 / 8626c7b7-173b-11d7-8645000102c1865d . ISSN 0149-1423 . 
  18. ^ a b Паола, Крис; Twilley, Роберт Р .; Эдмондс, Дуглас А .; Ким, Вонсак; Мохриг, Дэвид; Паркер, Гэри; Випарелли, Энрика; Воллер, Воан Р. (15 января 2011 г.). "Естественные процессы восстановления дельты: приложение к дельте Миссисипи" . Ежегодный обзор морской науки . 3 (1): 67–91. DOI : 10.1146 / annurev-marine-120709-142856 . ISSN 1941-1405 . 
  19. ↑ Эдмондс, Дуглас А. (ноябрь 2012 г.). «Реставрационная седиментология» . Природа Геонауки . 5 (11): 758–759. DOI : 10.1038 / ngeo1620 . ISSN 1752-0894 . 
  20. ^ Ким, Wonsuck (август 2012). «Застроенная наводнением земля» . Природа Геонауки . 5 (8): 521–522. DOI : 10.1038 / ngeo1535 . ISSN 1752-0894 . 
  21. ^ Костанца, Роберт; Перес-Макео, Октавио; Мартинес, М. Луиза; Саттон, Пол; Андерсон, Шаролин Дж .; Малдер, Кеннет (июнь 2008 г.). «Значение прибрежных водно-болотных угодий для защиты от ураганов» . AMBIO: журнал окружающей человека среды . 37 (4): 241–248. DOI : 10,1579 / 0044-7447 (2008) 37 [241]: TVOCWF 2.0.CO; 2 . ISSN 0044-7447 . 
  22. ^ Gosselink, Джеймс Г. (1984). Экология дельтовых болот прибрежной Луизианы: профиль сообщества / Джеймс Дж. Госселинк . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная группа по прибрежным экосистемам, Отдел биологических услуг, исследований и разработок, Служба рыбных ресурсов и дикой природы, Министерство внутренних дел США.
  23. ^ Чжан, Сяодун; Фан, Дайду; Ян, Цзошэн; Сюй, Шумей; Чи, Ванцин; Ван, Хунминь (2020-11-01). «Устойчивый рост устьевых отмелей в уязвимой дельте Чанцзян» . Журнал гидрологии . 590 : 125450. дои : 10.1016 / j.jhydrol.2020.125450 . ISSN 0022-1694 . 
  24. ^ День, Джон У .; Britsch, Louis D .; Hawes, Suzanne R .; Шаффер, Гэри П .; Рид, Дениз Дж .; Кахун, Дональд (август 2000 г.). "Структура и процесс потери земли в дельте Миссисипи: пространственный и временной анализ изменения среды обитания водно-болотных угодий" . Эстуарии . 23 (4): 425. DOI : 10,2307 / 1353136 .
  25. ^ Пенленд, Ши; Коннор, Пол Ф .; Билл, Эндрю; Фернли, Сара; Уильямс, С. Джеффресс (2005). «Изменения в береговой линии Луизианы: 1855–2002» . Журнал прибрежных исследований : 7–39. ISSN 0749-0208 . 
  26. ^ Ким, Вонсак; Мохриг, Дэвид; Твилли, Роберт; Паола, Крис; Паркер, Гэри (2009-10-20). «Возможно ли построить новую землю в дельте реки Миссисипи?» . Эос, Сделки Американского геофизического союза . 90 (42): 373–374. DOI : 10.1029 / 2009EO420001 .
  27. ^ Фальчини, Федерико; Хан, Николь С .; Макеллони, Леонардо; Horton, Benjamin P .; Lutken, Кэрол Б.; Макки, Карен Л .; Сантолери, Розалия; Колелла, Симона; Ли, Чуньян; Вольпе, Джанлука; Д'Эмидио, Марко (ноябрь 2012 г.). «Связь исторического наводнения на реке Миссисипи в 2011 году с отложениями прибрежных водно-болотных угодий» . Природа Геонауки . 5 (11): 803–807. DOI : 10.1038 / ngeo1615 . ISSN 1752-0894 . 
  28. ^ Фальчини, Федерико; Джеролмак, Дуглас Дж. (21 декабря 2010 г.). «Теория потенциальной завихренности для образования вытянутых каналов в дельтах рек и озерах» . Журнал геофизических исследований . 115 (F4): F04038. DOI : 10.1029 / 2010JF001802 . ISSN 0148-0227 . 
  29. ^ Колдуэлл, Ребекка Л .; Эдмондс, Дуглас А. (2014). «Влияние свойств отложений на дельтовые процессы и морфологию: исследование с помощью численного моделирования» . Журнал геофизических исследований: Поверхность Земли . 119 (5): 961–982. DOI : 10.1002 / 2013JF002965 . ISSN 2169-9011 . 
  30. ^ Канестрелли, Альберто; Нардин, Уильям; Эдмондс, Дуглас; Фагерацци, Серджио; Слингерленд, Руди (январь 2014 г.). «Важность эффектов трения и струйной неустойчивости на морфодинамике устьевых отмелей и дамб: ТРЕНИЕ И СТРУЙНАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ» . Журнал геофизических исследований: океаны . 119 (1): 509–522. DOI : 10.1002 / 2013JC009312 .