Vận chuyển trầm tích sông

Vận chuyển trầm tích sông là sự di chuyển của trầm tích do dòng nước chảy trong sông, là quá trình xói mòn, vận chuyển và lắng đọng vật liệu, định hình các lòng sông và vùng bãi bồi.

Definition

Vận chuyển trầm tích sông là sự cuốn theo, vận chuyển và lắng đọng các hạt khoáng vật và hữu cơ bởi dòng chảy của sông, xảy ra dưới dạng tải đáy di chuyển dọc theo đáy và tải lơ lửng được mang theo trong dòng chảy.

Scope

Chủ đề này bao gồm sự cuốn theo và vận chuyển trầm tích dưới dạng tải đáy và tải lơ lửng, các điều kiện ngưỡng cho chuyển động của hạt, mối quan hệ đánh giá trầm tích và mối liên hệ giữa vận chuyển trầm tích và hình thái lòng sông. Nó đề cập đến động lực trầm tích của sông; thủy lực của bản thân dòng nước được đề cập trong một chủ đề riêng.

Core questions

• Trong những điều kiện nào thì dòng nước chảy cuốn theo trầm tích?
• Tải đáy và tải lơ lửng khác nhau như thế nào, và chúng được ước tính ra sao?
• Vận chuyển trầm tích liên quan đến lưu lượng như thế nào?
• Vận chuyển trầm tích định hình các lòng sông và vùng bãi bồi như thế nào?

Key concepts

• Tải đáy và tải lơ lửng
• Ứng suất cắt và ngưỡng chuyển động
• Tiêu chí Shields
• Đường cong đánh giá trầm tích
• Xói mòn, vận chuyển, lắng đọng
• Điều chỉnh lòng sông

Key theories

Ngưỡng chuyển động (tiêu chí Shields)

Shields đã liên hệ sự khởi đầu chuyển động của trầm tích với một ứng suất cắt không thứ nguyên, cung cấp tiêu chí tiêu chuẩn để xác định liệu một dòng chảy nhất định có cuốn theo các hạt có kích thước nhất định hay không.

Vận chuyển trầm tích và hình thái lòng sông

Sự tương tác giữa nước và vận chuyển trầm tích chi phối sự xói mòn, lắng đọng và sự điều chỉnh hình dạng lòng sông, là cơ sở của địa mạo sông liên kết dòng chảy, trầm tích và hình thái.

Mechanisms

Dòng nước chảy tạo ra một ứng suất cắt trên đáy; khi nó vượt quá một ngưỡng tăng theo kích thước hạt, các hạt bắt đầu di chuyển, lăn và trượt như tải đáy hoặc, đối với các hạt mịn hơn và dòng chảy mạnh hơn, được nâng lên thành huyền phù. Do đó, tổng tải trọng phụ thuộc đồng thời vào cường độ dòng chảy và kích thước cũng như nguồn cung cấp trầm tích có sẵn, và khi khả năng vận chuyển giảm, trầm tích sẽ lắng đọng.

Clinical relevance

Vận chuyển trầm tích kiểm soát sự lắng đọng trầm tích trong hồ chứa, sự ổn định của lòng sông và bờ sông, thiết kế cầu và cửa lấy nước chống xói mòn, hình thái và môi trường sống của sông, và sự vận chuyển trầm tích cùng các chất ô nhiễm liên quan đến cửa sông và bờ biển.

History

Nghiên cứu định lượng về vận chuyển trầm tích bắt đầu với tiêu chí ngưỡng của Shields năm 1936 và các công thức tải đáy song song; sự tổng hợp năm 1964 của Leopold, Wolman và Miller đã tích hợp vận chuyển trầm tích với hình thái lòng sông để thiết lập địa mạo sông hiện đại.

Key figures

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

Seminal works

• leopold1964
• shields1936
• dingman2015

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa tải đáy và tải lơ lửng là gì?

Tải đáy là trầm tích thô hơn lăn, trượt hoặc nảy dọc theo đáy, trong khi tải lơ lửng là trầm tích mịn hơn được giữ lơ lửng trong dòng chảy hỗn loạn; cùng nhau chúng tạo nên tổng lượng trầm tích mà một con sông mang theo.

Tại sao hầu hết các con sông vận chuyển nhiều trầm tích nhất trong các trận lũ lụt?

Vận chuyển trầm tích tăng mạnh theo cường độ dòng chảy, do đó các ứng suất cắt lớn trong các dòng chảy cao cuốn theo nhiều vật liệu hơn đáng kể; một phần lớn tổng lượng trầm tích dài hạn của một con sông được di chuyển trong các sự kiện dòng chảy cao tương đối không thường xuyên.