การพัดพาตะกอนโดยธารน้ำ

การพัดพาตะกอนโดยธารน้ำคือการเคลื่อนที่ของตะกอนโดยน้ำที่ไหลในแม่น้ำ ซึ่งเป็นกระบวนการที่กัดเซาะ พัดพา และสะสมวัสดุ และเป็นตัวกำหนดรูปร่างของร่องน้ำและที่ราบน้ำท่วมถึง

Definition

การพัดพาตะกอนโดยธารน้ำคือการพัดพา การขนส่ง และการสะสมของอนุภาคแร่ธาตุและอินทรียวัตถุโดยการไหลของแม่น้ำ ซึ่งเกิดขึ้นในรูปของตะกอนท้องน้ำที่เคลื่อนที่ไปตามท้องน้ำ และตะกอนแขวนลอยที่ถูกพัดพาไปในกระแสน้ำ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการพัดพาและการขนส่งตะกอนในรูปของตะกอนท้องน้ำและตะกอนแขวนลอย สภาวะวิกฤตสำหรับการเคลื่อนที่ของอนุภาค ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการพัดพาตะกอน และความเชื่อมโยงระหว่างการพัดพาตะกอนกับรูปร่างของร่องน้ำ โดยจะกล่าวถึงพลวัตของตะกอนในแม่น้ำ ส่วนอุทกพลศาสตร์ของน้ำจะกล่าวถึงในหัวข้อแยกต่างหาก

Core questions

• ภายใต้เงื่อนไขใดที่น้ำที่ไหลจะพัดพาตะกอน?
• ตะกอนท้องน้ำและตะกอนแขวนลอยแตกต่างกันอย่างไร และประมาณค่าได้อย่างไร?
• การพัดพาตะกอนสัมพันธ์กับการไหลอย่างไร?
• การพัดพาตะกอนกำหนดรูปร่างของร่องน้ำและที่ราบน้ำท่วมถึงอย่างไร?

Key concepts

• ตะกอนท้องน้ำและตะกอนแขวนลอย
• แรงเฉือนและเกณฑ์การเคลื่อนที่
• เกณฑ์ของ Shields
• เส้นโค้งอัตราตะกอน
• การกัดเซาะ การพัดพา การสะสม
• การปรับตัวของร่องน้ำ

Key theories

เกณฑ์การเคลื่อนที่ (เกณฑ์ของ Shields)

Shields ได้เชื่อมโยงการเริ่มต้นของการเคลื่อนที่ของตะกอนเข้ากับแรงเฉือนไร้มิติ ซึ่งเป็นเกณฑ์มาตรฐานว่าการไหลที่กำหนดจะพัดพาอนุภาคขนาดที่กำหนดหรือไม่

การพัดพาตะกอนและรูปร่างของร่องน้ำ

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างน้ำและการพัดพาตะกอนควบคุมการกัดเซาะ การสะสม และการปรับตัวของรูปทรงเรขาคณิตของร่องน้ำ ซึ่งเป็นพื้นฐานของธรณีสัณฐานวิทยาธารน้ำที่เชื่อมโยงการไหล ตะกอน และรูปร่าง

Mechanisms

น้ำที่ไหลจะออกแรงเฉือนบนท้องน้ำ เมื่อแรงเฉือนเกินเกณฑ์ที่เพิ่มขึ้นตามขนาดอนุภาค เม็ดตะกอนจะเริ่มเคลื่อนที่ กลิ้งและเลื่อนไปตามท้องน้ำ หรือสำหรับอนุภาคที่ละเอียดกว่าและกระแสน้ำที่แรงกว่า จะถูกยกขึ้นสู่การแขวนลอย ดังนั้น ปริมาณตะกอนทั้งหมดจึงขึ้นอยู่กับความแรงของการไหลและขนาดและการจัดหาตะกอนที่มีอยู่ร่วมกัน และเมื่อความสามารถในการพัดพาลดลง ตะกอนก็จะถูกสะสม

Clinical relevance

การพัดพาตะกอนควบคุมการตกตะกอนในอ่างเก็บน้ำ ความมั่นคงของร่องน้ำและตลิ่ง การออกแบบสะพานและท่อรับน้ำเพื่อป้องกันการกัดเซาะ สัณฐานวิทยาและแหล่งที่อยู่ของแม่น้ำ และการส่งตะกอนและสารปนเปื้อนที่เกี่ยวข้องไปยังปากแม่น้ำและชายฝั่ง

History

การศึกษาเชิงปริมาณเกี่ยวกับการพัดพาตะกอนเริ่มต้นด้วยเกณฑ์วิกฤตของ Shields ในปี 1936 และสูตรตะกอนท้องน้ำที่คล้ายกัน การสังเคราะห์ในปี 1964 โดย Leopold, Wolman และ Miller ได้รวมการพัดพาตะกอนเข้ากับรูปร่างของร่องน้ำเพื่อสร้างธรณีสัณฐานวิทยาธารน้ำสมัยใหม่

Key figures

• Luna B. Leopold
• M. Gordon Wolman
• Albert Shields

Seminal works

• leopold1964
• shields1936
• dingman2015

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างตะกอนท้องน้ำและตะกอนแขวนลอยคืออะไร?

ตะกอนท้องน้ำคือตะกอนหยาบกว่าที่กลิ้ง เลื่อน หรือกระเด้งไปตามท้องน้ำ ในขณะที่ตะกอนแขวนลอยคือตะกอนละเอียดกว่าที่ลอยอยู่ในกระแสน้ำปั่นป่วน เมื่อรวมกันแล้วจะประกอบเป็นปริมาณตะกอนทั้งหมดที่แม่น้ำพัดพาไป

ทำไมแม่น้ำส่วนใหญ่จึงพัดพาตะกอนมากที่สุดในช่วงน้ำท่วม?

การพัดพาตะกอนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามความแรงของการไหล ดังนั้นแรงเฉือนขนาดใหญ่ในช่วงน้ำหลากจึงพัดพาวัสดุได้มากกว่ามาก ส่วนใหญ่ของปริมาณตะกอนระยะยาวของแม่น้ำจะถูกเคลื่อนย้ายในช่วงเหตุการณ์น้ำหลากที่ไม่บ่อยนัก