Предоставленные сами себе и получившие достаточно времени, реки блуждают, размывая свои берега и оставляя позади свои старые русла. Это поведение, о котором инженеры должны помнить, управляя реками или планируя проекты вблизи них. Но новое исследование, проведенное Техасским университетом в Остине, показало, что старые методы оценки темпов миграции могут быть чрезмерно продуманными.
Исследование, проведенное под руководством Бюро экономической геологии Школы наук о Земле Джексона при Техасском университете, показало, что скорость речной миграции напрямую связана с тем, насколько круты ее изгибы. миграции связаны и показывают, что отношения не так сложны, как считалось ранее, сказал Золтан Сильвестр, научный сотрудник бюро, который руководил исследованием.
«Когда мы смотрим на изученные нами реки, то видим, что чем круче изгиб, чем круче изгиб, тем быстрее она течет», - сказал он. «Это простые отношения».
Работа заключалась в отслеживании речной миграции в бассейне Амазонки с использованием спутниковых фотографий. Результаты были опубликованы в журнале Geology 6 февраля. В соавторстве с Полом Даркиным, доцентом Университета Манитобы, и Джейкобом Коволтом, научным сотрудником бюро.
Наука установила, что скорость миграции рек - то, насколько быстро части реки перемещаются по ландшафту - определяется кривизной ее изгибов. Однако более ранние исследования показали, что существует ограничение на то, насколько кривизна может влиять на скорость миграции. Согласно этим более ранним выводам, максимальная скорость миграции наблюдалась на участках реки, где радиус кривизны изгиба (значение, относящееся к резкости изгиба) в два-три раза превышает ширину реки. Считалось, что более острые изгибы замедляют миграцию, создавая более турбулентную среду для течения воды.
Напротив, Сильвестр и его команда обнаружили, что ограничения нет. Вместо этого, по-видимому, существует прямая связь между кривизной изгиба реки и скоростью миграции, при этом более крутые изгибы вызывают более высокую скорость эрозии, что связано с более высокой скоростью миграции. Другой ключевой вывод заключается в том, что миграция, связанная с искривлением, происходит вниз по течению от самого изгиба, а не совсем рядом, как это часто считалось ранее..
"Если принять во внимание эту смену… они прекрасно выстраиваются в линию", - сказал Сильвестр.
Сильвестр сказал, что этот сдвиг не учитывался в большинстве более ранних исследований и, возможно, способствовал идее о том, что существует средняя кривизна, для которой скорость миграции самая высокая.
Исследователи использовали спутниковые данные, полученные программой Landsat, чтобы выявить связь между изгибами рек и миграцией, а изображения дали исследователям с высоты птичьего полета сотни изгибов рек вдоль семи рек в бассейне Амазонки и то, как они мигрировали за последние 30 лет. Исследователи решили сосредоточиться на реках в бассейне Амазонки из-за их высокой скорости миграции и их расположения вдали от вмешательства людей или сложных геологических условий. Эти другие факторы могут влиять на скорость речной миграции, но базовое представление о том, как изгибы помогают контролировать реку, является полезной отправной точкой и может помочь выявить, когда действуют другие факторы, сказал Джонатан Швенк, научный сотрудник с докторской степенью в Лос-Аламосе. Национальная лаборатория, изучающая поведение рек.
«Метод авторов для связи кривизны со скоростью миграции обеспечивает очень хорошую основу для определения того, где уместна простая модель миграции», - сказал Швенк. «Мне бы хотелось, чтобы этот анализ распространился на реки, протекающие через различные среды, чтобы действительно понять факторы, которые делают простые модели и теорию расходящимися с наблюдаемыми моделями миграции».
Исследование финансировалось Лабораторией количественных обломочных пород Бюро экономической геологии