10.6: Потоки сміття

Last updated
Save as PDF

Page ID: 37171

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Сміттєві потоки - це концентровані суміші води та пухкої породи та мінерального матеріалу, які стікають вниз по схилу, як правило, в попередньо існуючому каналі, під тягою сили тяжіння. Швидкість варіюється від повільної ходьби до швидкісного автомобіля. Вони відрізняються від звичайних потоків, що транспортують осад, тим, що мотивуюча сила для руху вниз по схилу надходить безпосередньо від тяги сили тяжіння на суміш осад - вода. У відкладно-транспортуючому потоці, навпаки, вода тече через тягу сили тяжіння, а осад переміщається за рахунок проточної води. (Дивіться попередню главу про річки, щоб отримати набагато більше матеріалів про потоки, що транспортують осад.)

Класичний потік сміття має концентрації осаду за обсягом понад п'ятдесят відсотків - майже до точки, в якій частинки осаду фіксуються разом і перешкоджають руху. Він також характеризується вкрай поганим сортуванням твердого матеріалу, від глинистих частинок до валунів домашнього розміру. До недавнього часу, як правило, вважалося, що частка бруду в потоці сміття повинна бути високою. Відомо, особливо з лабораторних експериментів над потоками сміття, що такі потоки можуть відбуватися навіть при концентрації каламутного матеріалу до п'яти відсотків. Але нижче цієї концентрації бруду, потоків сміття не може статися.

Класичний потік сміття нетурбулентний і лише слабо турбулентний: суміш рухається плавно і без енергійного турбулентного перемішування, яке так характерно для потоку, що транспортує осад. Однак багато сміттєвих потоків - ті, які є відносно «тонкими» і дещо більше схожими на звичайний потік - явно турбулентні.

Однією з великих точок прилипання при обліку існування потоків сміття був механізм (або механізми), за допомогою якого великі класти можуть залишатися підвішеними в потоці за відсутності турбулентності. Ряд ефектів видно, щоб сприяти.

Перш за все, є ефект плавучості: великі класти відчувають себе зануреними в рідке середовище з щільністю набагато більшою, ніж у чистої води, через високу концентрацію більш тонкого осаду. Тому великі класти лише трохи негативно плавучі.
У потоках з відносно високими концентраціями глинисто-мінеральних частинок, ймовірно, відіграє роль те, що називається міцністю матриці, спричинене електростатичними силами зчеплення між глинистими частинками.
Нарешті, висхідний дисперсійний ефект сильних зіткнень серед кластів, коли суміш стрижеться, вважається важливим ефектом.

Сміттєві потоки представляють набагато більше, ніж науковий інтерес. Це тому, що осадження від потоків сміття, як правило, відбувається шляхом швидкої зупинки всієї маси, а не поступово вздовж шляху потоку. Великі, швидко рухаються потоки сміття можуть закопати цілі долини, знесши села і всіх їх мешканців, коли рухома маса нарешті приходить на спокій. Потокові долини на флангах активних вибухонебезпечних вулканів у вологих регіонах особливо сприйнятливі, оскільки вулканічний попіл легко вивітрюється на дрібнозернистий, багатий глиною матеріал, а сильні дощі можуть мобілізувати такий матеріал у масивний потік сміття, який називається лахар (індонезійське слово).

ПОКАЗАНЬ

Блум, А.Л., Геоморфологія; Систематичний аналіз пізньокайнозойських форм рельєфу, третє видання. Прентіс Холл, 482 с. (Глава 9)

Істербрук, D.J., 1999, Поверхневі процеси та форми рельєфу, друге видання. Зал учнів, 546 стор. (глава 4)