Инструмент – формула, чтобы вычислить движение осадков – может также быть применена к изучению устойчивости разрушения береговых линий во всем мире.«Понимание потока осадка в реках важно для большого количества людей во всем мире, которые живут около этих водных путей», сказала Джуди Ског, директор программы Прибрежного Национального научного фонда (NSF) ВИДИТ (Наука, Разработка и Образование для Устойчивости) программу, которая финансировала исследование.Прибрежный ВИДИТ, в основном поддержан Геофизическим Управлением NSF, с дополнительным финансированием из управлений для Биологических наук, Разработки и Социальных, Поведенческих & Экономических Наук.
«Это исследование приведет к лучшим предсказаниям того, когда и куда реки транспортируют осадок, и к пониманию того, как тот поток осадка затронут сохранением и усилиями управления, такими как удаление дамб», сказал Ског.Известный на китайском языке как Huanghe, Желтую реку считают колыбелью китайской цивилизации и часто называют «матерью Китая» для его богатого питательным веществом осадка, который приносит пользу сельхозугодьям вдоль его банков.
Но его наводнения, которые привели к некоторым самым смертельным стихийным бедствиям в зарегистрированной истории, также заработали для нее имя «горе Китая».Плодородный nurturer, экстравагантный убийцаКаждые из тождеств реки – как плодородный nurturer и экстравагантный убийца – происходят из той же самой особенности: 1 миллиард тонн осадка, который вымыл каждый год от Плато Лесса до Моря Бохая.
Этот огромный груз осадка может забить реку. Когда это происходит, это не только затопляет, но и может изменить курс.«Huanghe – вероятно, наиболее изученная мелкозернистая река в мире», сказал седиментолог Университета Райса Джеффри Ниттроуер, основной автор новой статьи о Желтой реке, которая кажется онлайн на этой неделе в журнале Science Advances.«Несмотря на это, типичные формулы и отношения, которые используются, чтобы описать поток осадка в большинстве других рек, не работают на Huanghe», сказал Ниттроуер. «Они последовательно под – предсказывают груз осадка реки фактором 20».
Nittrouer и ведущий бумажный автор Хонгбо Ма, также Университета Райса, взяли образцы осадка и создали 3D карту речного дна, чтобы создать то, что они называют «универсальной формулой движения осадков». Формула – первая основанная на физике модель движения осадков, способная к точному описанию, как Желтая река несет осадок, говорят Ниттроуер и Ма.
«С точки зрения движения осадков Huanghe – почти прекрасная река», сказал Ма. «Его основание почти плоское и невыразительное, что означает, что это может использовать почти всю свою энергию для движущегося осадка».Nittrouer, который изучил десятки рек на трех континентах, заявил, что он не видел ничего как Желтая река.«В низменности, реках песчаного дна как Амазонка, Миссисипи – Вы называете его – только приблизительно 40 – 60 процентов энергии используются, чтобы транспортировать осадок вниз по течению», сказал он. «В Желтой реке хорошо более чем 95 процентов энергии доступны, чтобы переместить осадок».
Ниттоуер сказал, что это означает, что Желтая река производит новую землю чрезвычайно эффективно каждый год, делая его лучшим местом, чтобы изучить, как использовать осадок от рек, чтобы увеличить устойчивость дельты. У тех уроков есть заявления на речные системы во всем мире.
«Лучший пример в США – река Миссисипи, где есть значительные усилия пополнить прибрежную Луизиану», сказал он.Новые методы, старая проблемаВ течение многих десятилетий китайские инженеры пытались снизить риск наводнений Желтой реки, периодически выпуская значительные количества воды озера, чтобы обыскивать основание реки и держать его перемещение осадка.
Такой обыск, однако, может непреднамеренно увеличить риск затопления в определенных частях реки, согласно новой модели.Хотя процесс обыска очищает ил, он также создает грубо-текстурированное русло, которое уменьшает сумму энергии, которую река может использовать, чтобы переместить осадок. «Наша формула указывает, что это понизит эффективность движения осадков порядком величины», сказал Ниттоуер.Nittrouer и мама сначала посетили Желтую реку летом 2015 года.
Их намерение состояло в том, чтобы посмотреть на геологические, социально-экономические и технические уроки от усилий Китая управлять рекой и направить рост ее дельты в Море Бохая.В предыдущих исследованиях Nittrouer нашел, что у речного дна были особенности, подобные, чтобы оставить дюны. Желтая река, однако, удивила его.
«Я бросил один взгляд на считывание на лодке и думал, что инструмент был сломан», сказал Ниттроуер. «Основание выглядело плоским как стекло».Когда он изображенный основание реки Миссисипи, например, Ниттроуер видел формирования 10 метров (33 фута) высотой и расположенный приблизительно на расстоянии в 200 – 300 метров (656 – 984 фута). Напротив, данные из Желтой реки показали дюнам 1 метр (3,3 фута) высотой каждые 500 – 2 000 метров (1 640 – 6 562 фута).Используя данные Ниттроуера и другие измерения из более низкой Желтой реки и ее обширной дельты, мама создала основанную на физике формулу, способную к точному предсказанию потока – объема осадка, транспортируемого для данного периода времени – в Желтой реке.
«Цель состоит в том, чтобы посмотреть на связность, с точки зрения движения осадка и потока воды, среди реки, дельты и прибрежного морского региона», сказал Ма, исследование которого вызывает личный отклик.«Я родился и рос далекий от Huanghe в северо-восточной провинции Хэйлунцзян», сказал он. «Но, как многие китайцы, я глубоко чувствую горе Желтой реки, которая убила миллионы за прошлые 2 000 лет».
Ма сказал, что надеется, что новая формула окажется полезной для китайских инженеров, которые управляют потоком воды и осадка от дамб вдоль Желтой реки.