世界大型河流沙丘背水面幾何形態研究

李慧

世界大型河流中，沙丘是推移質輸移的重要媒介，是河床糙率和水流阻力的重要來源。沙丘產生的分層是古代河流泥沙淤積最普遍的特征。然而，受到小型河流河床以及實驗室人造河床幾何形態的限制，目前沙丘動力學和分層模型也比較有限。在之前的沙丘研究中，通常假設沙丘下游背水面為簡單的幾何形態且坡度大小等于休止角。通過對一系列大型河流水深的高精度測量表明，大部分沙丘背水坡坡腳較小（小于10°）、背水坡形態復雜，接近坡底處坡角最大，沙丘高度大多只占局部水深的10%。研究揭示的沙丘形態特點與以往的假設大相徑庭，因此今后在水流阻力、水位和洪水風險的預測和研究中應該加以考慮。而且，在重建古代流場水深過程中，應重新考慮沙丘的比尺關系;在古代河流泥沙運動推演中，應對緩傾角、層理交錯沙丘的特征和成因進行重新評價。