Sự Sạt Lở Trong Một Mô Hình Sông Dạng Thừng Lớn Tại Vùng Đất Thấp

Springer Science and Business Media LLC - 2018
Haiyan Yang1, Binliang Lin2, Jianjun Zhou2
1Guangdong Agricultural Soil-Water Information UAV Remote Sensing Engineering Technology Center, College of Water Conservancy and Civil Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou, China
2State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing, China

Tóm tắt

Sự hiểu biết về các cơ chế tết bện phức tạp trong các con sông tết bện có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng sạt lở. Chúng kiểm soát việc hình thành, di chuyển và biến mất của các dòng chảy trong các con sông tết bện lớn tại vùng đất thấp, và được coi là yếu tố chính giúp cho sông duy trì được mô hình tết bện động. Tuy nhiên, các quá trình và cơ chế của chúng vẫn chưa được hiểu rõ do thiếu các phép đo chi tiết với dữ liệu tạm thời và không gian đầy đủ bao phủ nhiều điểm phân nhánh. Trong nghiên cứu này, một mô hình số dựa trên quá trình vật lý của động lực học chất lỏng và vận chuyển trầm tích được sử dụng để mô phỏng quá trình vận chuyển trầm tích lơ lửng và sự tiến hóa của dòng chảy trong các con sông tết bện. Các quy trình tết bện được mô hình dự đoán có thể so sánh với những gì được quan sát trong tự nhiên. Các nỗ lực đã được thực hiện để điều tra các quá trình hình thái đóng vai trò chính trong việc tết bện sông. Ba loại sạt lở được quan sát trong các con sông tự nhiên đã được xác định trong dòng sông được mô hình dự đoán và các quá trình tiến hóa cũng như các yếu tố kiểm soát của chúng được xem xét dựa trên vận tốc dòng chảy, nồng độ trầm tích, độ cao đáy sông và phân bố kích thước trầm tích được dự đoán. Kết quả cho thấy, một khúc cong của dòng chảy là yếu tố chính trong việc tạo ra hiện tượng sạt lở do thu hẹp, trong khi hiện tượng sạt lở nghẽn và hiện tượng sạt lở đỉnh thì chịu ảnh hưởng của độ dốc mặt nước và độ cao đáy. Chúng chủ yếu bị ảnh hưởng bởi những thay đổi trong mô hình dòng chảy phía thượng nguồn.

Từ khóa

#sông tết bện #hiện tượng sạt lở #động lực học #vận chuyển trầm tích #tiến hóa của dòng chảy

Tài liệu tham khảo

Ashmore PE (1993) Anabranch confluence kinetics and sedimentation processes in gravel-braided streams. In: Best JL, Bristow CS (eds) Braided rivers. Geological Society, London, pp 129–146

Ashworth PJ, Best JL, Roden JE, Bristow CS, Klaassen GJ (2000) Morphological evolution and dynamics of a large, sand braid-bar. Jamuna River, Bangladesh. Sedimentology 47:533–555

Bridge JS (1993) The interaction between channel geometry, water flow, sediment transport and deposition in braided rivers. In: Best JL, Bristow CS (eds) Braided rivers. Geological Society, London, pp 13–71

Ferguson RI (1993). Understanding braiding processes in gravel-bed rivers: progress and unsolved problems. In: Braided rivers, Best JL, Bristow CS (eds) Geological Society, London, pp: 73–87

Ferguson RI, Ashmore PE, Ashworth PJ, Paola C, Prestegaard KL (1992) Measurements in a Braided River chute and lobe: 1. Flow pattern, sediment transport, and channel change. Water Resour Res 28:1877–1886

Field J (2001) Channel avulsion on alluvial fans in southern Arizona. Geomorphology 37:93–104

Jang CL, Shimizu Y (2005a) Numerical simulations of the behavior of alternate bars with different bank strengths. J Hydraul Res 43:596–612

Jang CL, Shimizu Y (2005b) Numerical simulation of relatively wide, shallow channels with erodible banks. J Hydraul Eng 131:565–575

Kleinhans MG (2010) Sorting out river channel patterns. Prog Phys Geogr 34:287–326

Kleinhans MG, Hardy RJ (2013) River bifurcations and avulsion. Earth Surf Process Landf 38:317–318. https://doi.org/10.1002/esp.3354

Lin BL, Falconer RA (1997) Tidal flow and transport modeling using ultimate quickest scheme. J Hydraul Eng 123:303–314

Lin BL, Falconer RA (2006) Hydrological and environmental modeling of transport processes in rivers and estuaries. Encycl Hydrol Sci 1:271–284

Mumpy AJ, Jol HM, Kean WF, Isbell JL (2007) Architecture and sedimentology of an active braid bar in the Wisconsin River based on 3-D ground penetrating radar. Geol Soc Am Spec Pap 432:111–131

Nicholas AP (2013) Modelling the continuum of river channel patterns. Earth Surf Process Landf 38:1187–1196

Pittaluga MB, Repetto R, Tubino M (2003) Channel bifurcation in braided rivers: equilibrium configurations and stability. Water Resour Res 39:1046

Sarma JN (2005) Fluvial process and morphology of the Brahmaputra River in Assam, India. Geomorphology 70:226–256

Schuurman F, Kleinhans MG (2015) Bar dynamics and bifurcation evolution in a modelled braided sand-bed river. Earth Surface Processes and Landforms

Schuurman F, Marra WA, Kleinhans MG (2013) Physics-based modeling of large braided sand-bed rivers: bar pattern formation, dynamics, and sensitivity. J Geophys Res Earth Surf 118:2509–2527

Slingerland R, Smith ND (2004) River avulsions and their deposits. Annu Rev Earth Planet Sci 32:257–285

van Rijn LC (1984) Sediment transport, part II: suspended load transport. J Hydraul Eng 110:1613–1641

Wei Z (1993) A one dimensional sediment model for the Yellow River, Report of Wuhan University of Hydro-electrical Power (in Chinese)

Wu W (2007) Computational river dynamics. Taylor & Francis Group, London, p 499

Xu J (2002) Implication of relationships among suspended sediment size, water discharge and suspended sediment concentration: the Yellow River basin, China. Catena 49:289–307

Yang H (2013) Development of a physics-based morphodynamic model and its application to braided rivers. PhD thesis. Cardiff University, pp: 235

Yang H, Lin B, Zhou J (2015) Physics-based numerical modelling of large braided rivers dominated by suspended sediment. Hydrol Process 29:1925–1941

Yang H, Lin B, Sun J, Huang G (2017) Simulating laboratory braided rivers with bed-load sediment transport. Water 9. https://doi.org/10.3390/w9090686

Zhao Y, Zhou W, Fei X, Hu C, Shen G, Chen J (1998) Principles of channel evolution in the lower Yellow River. Yellow River Water Conservancy Press, Zhengzhou, p 130 (in Chinese)

Zhou J, Lin B (2006) Flow and sediment modelling. China Hydropower Press, Beijing, pp 173–278 (in Chinese)

Zhou J, Lin B, Lin B (2003) Rational basis for suspended sediment modeling. Int J Sediment Res 18:177–195

Thông tin
Thông tin xuất bản

Springer Science and Business Media LLC

Thông tin tác giả