發(fā)布時間：2020-11-22 04:32

　　 濁流廣泛存在于自然界,是地球上一種重要的沉積物運輸方式,而坡度又決定了濁流的驅(qū)動力的大小,對其流動與沉積起著重要的控制作用。目前關(guān)于坡度對濁流流動及沉積影響的研究并不多,而自然濁流的渠道的坡度范圍廣,探究坡度對濁流流動及沉積特征的控制作用有著十分重要的理論意義及實際應(yīng)用價值。本課題利用我們研究室在國家自然科學(xué)基金的資助下自行設(shè)計制造的可變坡的重力流水槽設(shè)備,以連續(xù)恒定入流濁流為研究對象,開展了3°、6°、12°三個坡度的濁流實驗。3°、6°濁流實驗均進行了三次,12°濁流實驗進行了兩次。3°、6°前兩次與12°第一次濁流實驗入流體積比濃度C_0=0.006,3°、6°第三次與12°第二次濁流實驗入流體積比濃度C_0=0.02。采用聲學(xué)多普勒流速儀(ADV)測量濁流各斷面流速,使用虹吸管等儀器測量濁流剖面的濃度,根據(jù)所測濃度、速度計算得到濁流深度平均量、斷面比能、密度弗雷德數(shù)、整體理查德森數(shù)等,利用粒經(jīng)分析儀(LS-C-ⅡA)測量各剖面沿垂直方向上的粒徑分布。各次濁流實驗后,觀察、測量各坡度濁流沉積底形、厚度并測量每個坡度各剖面沉積物波波峰、波谷的粒徑分布。得出以下主要結(jié)論:(1)在相同入流量及體積比濃度下,深度平均速度及斷面比能隨著坡度的增加而增加,深度平均濃度隨著坡度的增加而減小,各坡度2 m處最大速度隨著坡度的增加而增加;(2)在坡道轉(zhuǎn)換處都發(fā)生了水下水躍,其水下水躍強度隨著坡度的增加而增強;(3)在相同坡度、入流量和體積比濃度下,坡上平均沉積厚度小于坡下平均沉積厚度,相同入流量及體積比濃度下,坡上沉積物平均厚度隨著坡度的增加而減小,體積比濃度為C_0=0.006的濁流實驗中3°、6°、12°坡上沉積物平均厚度為1.5 cm、1 cm和0.5 cm,坡下沉積物平均厚度為3 cm、2.5 cm和1.5 cm,體積比濃度為C_0=0.02時坡上沉積物平均厚度為2.5 cm、1.5 cm、1 cm,坡下沉積物平均厚度為4 cm、3 cm和2 cm;(4)隨著坡度的增加,坡上沉積物波波高減小,波長增加。低坡度3°濁流實驗中,坡上沉積物波波高和波長在1~2 cm和8~9 cm范圍內(nèi),中坡度6°坡上沉積物波波高和波長在0.3~1 cm和9~10 cm范圍內(nèi),高坡度12°坡上沉積物波波高和波長在0.2~0.5 cm和11~12 cm范圍內(nèi);(5)在相同坡度、入流量和體積比濃度下,各剖面沉積物波波峰平均粒徑沿程減小,低坡度3°濁流實驗中波峰平均粒徑從21μm降低到19μm,中坡度6°從28μm降低到24μm,高坡度12°從33μm降低到28μm;(6)坡上沉積物波波峰在同一位置的平均粒徑隨著坡度的增加而逐漸增大,低坡度3°濁流實驗中在2 m、3 m、4 m剖面處波峰平均粒徑為21μm、20μm、19μm,中坡度6°為28μm、25μm、24μm,高坡度12°為33μm、30μm、28μm;(7)高坡度12°坡道轉(zhuǎn)換處的各次濁流實驗中沉積物下層粒徑大于上層粒徑;(8)各坡度斷面比能只在波折處隨濁流厚度增加而減小且變化量隨著坡度增加似有增大的趨勢;并且本課題首次給出了關(guān)于斷面比能數(shù)值模擬的實驗驗證。這些實驗研究結(jié)果對于根據(jù)現(xiàn)代觀察的地層剖面、地震波勘探剖面以及巖心調(diào)查等資料反演沉積地形的成因及推測與之相關(guān)的油氣資源的儲存規(guī)模,以及海底災(zāi)害防護,地形演變,及污染物的遷移轉(zhuǎn)化等的研究有著一定的參考價值。
【學(xué)位單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P736.21
【部分圖文】：

2]。濁流的定義首先在 1939 年由 Johnson 提出[3]，之前科學(xué)浮顆粒流來定義[4]。其他類型的海底沉積物密度流通常來源于坡度大的陸坡口，陸坡和河口的沉積物在地震等外力的作用下發(fā)生水下滑區(qū)移動的過程中會與周圍環(huán)境流體混合，從而形成濁流（如能夠輸送的泥沙量可達世界所有河流每年泥沙量的十倍以上0 公里寬，傳輸距離大多數(shù)遠(yuǎn)大于原始滑坡體的運動距離，到上千公里，直達深海盆地。濁流進入深海盆地后，因坡度降低，則濁流本體中泥沙發(fā)生沉降，形成泥沙粒度由下向砂質(zhì)濁積巖。它們在僅 0.3° 的海底梯度上就可以達到 20 m/其他類型的載有顆粒的流動（例如火山碎屑流和雪崩）也，但是要在更陡峭的梯度上才可以[1]。

uma 等（1962）建立的 Bouma 序列及各層序名稱和主要多科學(xué)家對濁流進行了多次的野外觀測，通過記的濁流的流速，證實了較高流速的濁流行為是以脈lker 等（1978）通過對薩斯喀徹溫省（Saskatchew的觀測，提出了綜合沉積扇的沉積模型，此沉積扇[19-21]。80 年代，日本學(xué)者 Kazuhisa（1989）在北濁流流速、懸浮顆粒物濃度來研究濁流的流動特性的影響，導(dǎo)致了舊河道的蜿蜒曲折[22]。90 年代以濁流的野外觀測有了很大的發(fā)展。Zeng 等（1991谷（Bute Inlet）海底形態(tài)、沉積物分布進行觀測，athko and Southgate rivers）因外界因素干擾而攜帶深水處遷移，它們在一個通道內(nèi)向下移動約 30 公

（2015）野外觀測的南海沉積物波區(qū)三維示意圖（圖中紅色標(biāo)識為可觀察到沿垂直于主流流向的沉積物波走向分布）[32]（2018）在南海南部海域發(fā)現(xiàn)了一個巨大的海底滑坡，由海底滑坡引起的軟沉積物變形，軟變形沉積物波是海底滑
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本文編號：2894126