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沉积物脉冲是如何产生的

一项新的长期水槽实验表明,即使水流和沉积物供应不变,床载砾石也会以10小时的重复脉冲向下游行进。

当水流出水槽时,沉积物颗粒撞击冲击板。研究人员记录这些振动以测量沉积物的运输。对于低强度泥沙输移,可以从冲击中准确推断出河床载荷输送率;对于强烈的沉积物运输,加速度计记录在同一时间段内发生的多次碰撞,使得测量结果不准确。当流动的水的力超过材料的内聚力和重量时,河流沿着它们的床运输沉积物。然而,已知该过程发生的速率随着时间的推移而变化很大,即使水的排放是恒定的。已经为这些脉冲提供了各种解释,包括谷物分选所起的作用,但迄今为止尚未建立明确的联系。现在,Dhont和Ancey考虑沉积物脉冲是否可能与床形式的迁移有关- 特征就像涟漪一样,当水流过它时会在床上发展。该团队进行了一项实验,他们在陡峭倾斜的19米长水槽中保持排水和砾石供应速率恒定570小时,并使用最先进的技术监测结果。

研究人员发现,在几个小时内,水槽最初的平床已发展成为一系列交替的池和砾石条。有趣的是,这些条形显示了研究人员所说的“粘滑运动”,其中沉积物长时间保持稳定,但随后突然向下游移动。总的来说,这些脉冲平均每10小时发生一次,大约占总沉积物体积的三分之一。其余部分通过池中积聚的循环向下游运输,其中储存然后偶尔释放砾石,产生沉积物波,其导致观察到的沉积物运输速率的许多波动。作者指出,他们还不知道他们发现沉积物以规则的10小时脉冲传播是否是对先前未被注意到的现象的新观察,或者这种粘滑运动是否与他们的实验环境相关。如果是前者,这些结果可能会迫使其他研究沉积物运输的研究人员重新考虑他们如何模拟砾石的长期运输。

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