Бар для рта - Mouth bar

А рот бар является элементом дельтовый система, которая обычно относится к среднему каналу осаждения осадок транспортируется по руслу реки на устье реки.[1]

Механизм формирования

Устье реки бары форма, потому что площадь поперечного сечения расширяющихся отложений отток увеличивается, и, следовательно, перенос наносов Скорость вниз по центральной линии струи уменьшается к бассейну по мере того, как поток изменяется от ограниченного к неограниченному.[1] В частности, четыре стадии формирования устьевой перемычки: (1) Турбулентный струя, расширяющаяся в неглубокий и наклонный бассейн, сначала создает параллельные подводные дамбы, простирающиеся к бассейну и начинающиеся в устье реки, перемыкая впадину от концов дамбы из-за уменьшения струи поток импульса и в результате высокий осаждение ставка в этом регионе; (2) Подводные дамбы простираются к бассейну, а устье реки усиливается и расширяется, так как его присутствие вызывает ускорение потока на рационализирует над стержнем, и впоследствии это ускорение изменяет градиент переноса наносов по стержню, вызывая эрозия на передней поверхности стержня и отложение в нижнем баре будить; (3) Расширение устьевой перемычки прекращается и прекращается, когда глубина превышает бар достаточно мелкая, чтобы создать давление жидкости на стороне входа бар 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 выбросы воды и наносов вокруг перемычки вызывают расширение и создание классической треугольной перемычки устья реки на виде сверху.[1]

Контроль за эволюцией ротовой дуги

Эрозия наносов и динамика отложений в эстуарий регион, следовательно, на формирование и рост ротовой полости, влияет несколько естественных и искусственных факторов. Человеческая деятельность, такая как резервуар строительство, масштабная рекультивация и строительство насыпей полностью нарушают гидродинамический баланс системы и навсегда нарушают морфологию устьевых перемычек.[2] Кроме того, гидродинамические факторы, такие как вода сток, колебания стока рек, т. е. неравномерные условия стока, связанные с рекой гидрограф, поток наносов, характеристики наносов, геометрия устья реки, растительность, наличие прилив s и волны, играют жизненно важную роль в отложениях эрозия и отложение динамики в устьях рек и активизируют серьезные геоморфологический контроль о развитии перемычки во рту.[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, осаждаются 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] Более того, сцепление осадка, и аналогично растительность, играют роль в морфологии устьевых отложений за счет усиления стабилизации, следовательно, изменяя гидравлическую геометрию устья и изменяя гидродинамику струи.[2][5][6] Размером с зернышко, который контролирует скорость оседания частиц, также влияет на расположение устья реки в бассейне от выхода.[7] Кроме того, результаты модели[1] Недавно было высказано предположение, что ширина русла реки, глубина, скорость оттока и уклон бассейна являются наиболее важными переменными, влияющими на расстояние до устья реки.

В дополнение к элементам управления, связанным с речные процессы, влияние морских средств контроля, таких как волновая активность и приливы, на устья рек существенно влияет на эволюцию устьевой перемычки. Волны имеют двойное влияние на рост перемычки во рту; в то время как небольшие и локально генерируемые волны благоприятствуют бар образование за счет увеличения растекания струи, большое, опухать волны подавляют развитие стержня.[2] С другой стороны, комплексное воздействие приливов зависит от относительной силы инерции реки по отношению к приливной энергии. Когда приливная энергия намного выше речной, гидродинамика струи, выходящей из устья реки, где преобладает отложение наносов, сильно страдают.[8] Постоянно изменяющаяся скорость приливной волны, ширина распространяющейся струи, глубина воды и, следовательно, донное трение на протяжении всего приливного цикла вызывают развитие отчетливой морфологии ротовой перемычки.[9][10][11] Сток реки, приливы и волны также может одновременно влиять на динамику оттока в зависимости от плавучести, которая играет важную роль в эволюции устьевых перемычек.[10][12]

Важность заглушек

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 первоначального образования устьевой перемычки формирует новые распределительные каналы, которые расширяются по мере миграции устьевой перемычки. Расширение устьевой перемычки в боковом направлении и вверх по потоку снижает скорость потока и поток наносов, то есть 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, важны устья рек. залежи углеводородов,[14][15] и получили широкое толкование в геологическая запись.[16][17] Анализ гидравлических и седиментологических условий формирования устьевой косы. проградация и ухудшение, и прогнозирование их формы, размера и расстояния невероятно ценно для прогнозирования коллектора.

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] Следовательно, понимание эволюции устьевой перемычки является ключом к дальнейшей и лучшей количественной оценке изменений в речной гидравлика и морфодинамика из-за существования ротовой перемычки.

Различные виды

Перемычки для рта классифицируются на основе основных сил, доминирующих в их формировании:[10] (1) инерция истечения, (2) бурный трение в слое, (3) сточные воды плавучесть, (4) волновые и, наконец, (5) приливные силы.

Устья рек с преобладанием инерции

Процессы, связанные с высокими скоростями оттока 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 глубоких водах. области дельта.

Устья рек с преобладанием трения

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. В качестве проградация продолжается, новые перемычки развиваются в устьях раздвоенных каналов и увеличивают дельта рост. Дельта Миссисипи на востоке (Северо-Восточный проход) состоит из мелководных типов с преобладанием трения.

Устья рек с преобладающей плавучестью

Преобладание процессов плавучести в устье реки, связанное с высокой плотностью стока. стратификация и мелкозернистый осадок, а не нагрузка на кровать, образует суженные по бокам узкие радиальные штрихи с пологими склонами на мелководных участках дельты. Дельта Миссисипи состоит из широко разделенных типов устьевых перемычек с преобладанием плавучести на юге (Юго-Западный перевал и Южный перевал).

Устьевые бары с преобладанием волн

Мощный и стойкий волновая энергия и соответствующие процессы, такие как волновая доработка, преломление оттока, перемешивания за счет разбивка волны при разбросе наносов вдоль берега и поперек берега образуются 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

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

Последствия для управления эстуариями

Развитие устьевой перемычки чрезвычайно важно 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 смягчить береговая эрозия,[18][19][20] защищать прибрежные сообщества,[21] способствовать росту растительности, обеспечивать 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 устьев устья и дельты, что делает их идеальными для изучения эффектов сокращения речных наносов и относительного повышение уровня моря и для оценки эволюции дельт рек, включая потерю земель и затопление.[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, искусственные отводы, повторное соединение реки с дельтой водно-болотное угодье, были построены.[18][26][27] По сути, ожидается, что эти отклонения создадут заглушки на нижнем конце потока. Таким образом, планы восстановления и исследования многих ученых и инженеров нацелены, в конечном итоге, на содействие отложению устьевой перемычки 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 понять динамику устьевых перемычек и физику их образования для будущих обсуждений освоения новых земель, восстановления устья, а также мер по смягчению последствий потери дельтовых водно-болотных угодий.

Рекомендации

  1. ^ а б c d Эдмондс, Д. А .; Слингерленд, Р. Л. (2007). «Механика формирования устьевой перемычки: значение для морфодинамики распределительных сетей дельты». Журнал геофизических исследований. 112: F02034. Bibcode:2007JGRF..11202034E. Дои:10.1029 / 2006JF000574.
  2. ^ а б c d е 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. Дои:10.1002 / 2014RG000451.
  3. ^ Lamb, 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. Дои:10.1029 / 2011JF002079.
  4. ^ Изуми, Норихиро; Танака, Хитоши; Дата, Масанао (2003). «ИНКЕПТИВНАЯ ТОПОГРАФИЯ РЕЧНЫХ ТЕРРАС с преобладанием Флювиального рта: теория». Добоку Гаккай Ронбуншу (740): 95–107. Дои:10.2208 / jscej.2003.740_95. ISSN  1882-7187.
  5. ^ Hoyal, D. C. J. D .; Листов, Б.А. (2009-04-23). «Морфодинамическая эволюция экспериментальных когезионных дельт». Журнал геофизических исследований. 114 (F2): F02009. Дои:10.1029 / 2007JF000882. ISSN  0148-0227.
  6. ^ а б Эдмондс, Дуглас А .; Слингерленд, Руди Л. (февраль 2010 г.). «Значительное влияние сцепления отложений на морфологию дельты». Природа Геонауки. 3 (2): 105–109. Дои:10.1038 / ngeo730. ISSN  1752-0894.
  7. ^ Ванга, Флора С .; 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, H.H.G .; 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. Дои: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. Дои:10.1002 / jgrc.20302. ISSN  2169-9291.
  10. ^ а б c Райт, Л. Д. (1977-06-01). «Перенос и отложение наносов в устьях рек: синтез». Бюллетень GSA. 88 (6): 857–868. Дои:10.1130 / 0016-7606 (1977) 882.0.CO; 2. ISSN  0016-7606.
  11. ^ Абрамович, Г. Н. (1963). Теория турбулентных струй. Кембридж, Массачусетс: MIT Press.
  12. ^ Роуленд, Джоэл С .; Дитрих, Уильям Э .; Стейси, Марк Т. (2010). «Морфодинамика формирования подводных дамб: понимание морфологии устья рек, полученное в результате экспериментов». Журнал геофизических исследований: поверхность Земли. 115 (F4). Дои:10.1029 / 2010JF001684. ISSN  2156-2202.
  13. ^ а б Olariu, C .; Бхаттачарья, Дж. П. (01.02.2006). «Терминальные распределительные каналы и архитектура передней части дельты в системах дельты с преобладанием рек». Журнал осадочных исследований. 76 (2): 212–233. Дои:10.2110 / jsr.2006.026. ISSN  1527-1404.
  14. ^ Роберт С. Тай, 2 Янок П. Бхаттачар (1999). «Геология и стратиграфия флювиодельтовых отложений в ивишакской формации: приложения для разработки месторождения Прадхо-Бей, Аляска». Бюллетень AAPG. 83. Дои:10.1306 / e4fd421f-1732-11d7-8645000102c1865d. ISSN  0149-1423.
  15. ^ Роберт С. Тай, 1 Джеймс Дж. Хики2 (2001). «Характеристика проницаемости песчаников распределенных устьевых перемычек на месторождении Прудхо-Бэй, Аляска: как горизонтальные керны снижают риск при разработке дельтовых коллекторов». Бюллетень AAPG. 85. Дои: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. Дои:10.1306/02090403100. ISSN  0149-1423.
  17. ^ Янок П. Бхаттачарья, 1 Брайан Дж. Ви (2001). «Низкие дельты в формации Frontier, бассейн Паудер-Ривер, Вайоминг: значение для стратиграфических моделей последовательностей». Бюллетень AAPG. 85. Дои:10.1306 / 8626c7b7-173b-11d7-8645000102c1865d. ISSN  0149-1423.
  18. ^ а б 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. Дои:10.1146 / annurev-marine-120709-142856. ISSN  1941-1405.
  19. ^ Эдмондс, Дуглас А. (ноябрь 2012 г.). «Реставрационная седиментология». Природа Геонауки. 5 (11): 758–759. Дои:10.1038 / ngeo1620. ISSN  1752-0894.
  20. ^ Ким, Вонсак (август 2012 г.). «Застроенная наводнением земля». Природа Геонауки. 5 (8): 521–522. Дои: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 об окружающей человека среде. 37 (4): 241–248. Дои:10.1579 / 0044-7447 (2008) 37 [241: TVOCWF] 2.0.CO; 2. ISSN  0044-7447.
  22. ^ Госселинк, Джеймс Г. (1984). Экология болот в дельте 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:.CS1 maint: лишняя пунктуация (связь)
  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. Дои:10.2307/1353136.
  25. ^ Пенланд, Ши; Коннор, Пол Ф .; Билл, Эндрю; Фернли, Сара; Уильямс, С. Джеффресс (2005). "Изменения в береговой линии Луизианы: 1855–2002 гг.". 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?». Eos, Transactions American Geophysical Union. 90 (42): 373–374. Дои: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, Чунян; 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. Дои: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. Дои:10.1029 / 2010JF001802. ISSN  0148-0227.
  29. ^ Caldwell, Rebecca L .; Эдмондс, Дуглас А. (2014). «Влияние свойств наносов на дельтовые процессы и морфологию: исследование с помощью численного моделирования». Журнал геофизических исследований: поверхность Земли. 119 (5): 961–982. Дои: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. Дои:10.1002 / 2013JC009312.