莫兰特河:水力几何学与河流水力学

研究的目的

本研究的目的是测量水力几何的下游变化，并评估其对圣托马斯莫兰河下游河流水力学变化的影响，并进一步表明这些影响沉积地貌。

零假设

在St. Thomas的Morant河下游，水力几何形状的变化并不影响河流水力学的变化，而且这些变化对沉积地貌的发展也没有影响。

研究区位置

研究区域位于牙买加东南部，如图1所示，沿着圣托马斯的莫兰特河。

方法

在2012年1月19日，在牙买加圣托马斯的电影河流上收集了本研究的主要数据。选择了四个地点，在河流的河口下部地区进行了研究三角洲，在水源上游工作0.028km，山坡。

实地演习中还携带了一幅基本地图，用于在每一站停靠时识别每个地点。它也被用来找出每个地方的高度，每个地方之间的距离，并显示大致的区域以及正在研究的河流本身。

在每个地方深度和宽度分别用米尺和卷尺同时测量。卷尺被拉得紧紧的宽度用米尺以1米为间隔测量沟道深度。该数据用于绘制和计算横剖面在图表上使用1cm-1单位的宽度和1cm-0.5单位的比例，然后确定湿润的周长

的速度在信道的某一点上也在每个地点测量。这是通过把卷尺拉伸到一个特定的距离，然后让它浮在水面上移动这个距离来完成的。地点2-4的距离为15米，地点1的距离为11米。这是因为河道的长度无法被记录下来，因为在河道中形成了一个深水池，该河道被河口坝扣留了。用数字秒表测量浮子完成旅程所需的时间。

的坡在通道的表面是用倾斜仪测量的，倾斜仪被放置在长剖面表面的切线上。这个斜度仪是在河的水面以下用米尺支撑的，以便获得精确的测量结果。

河流沉积地貌在每个地点遇到的情况都被研究、测量和绘制。在地点1，样本为30个沉积物被选中，地方2和3个样本为27沉积物所有这些都是随机的，以表明这个地区有更多的沉积物，因为与其他地区相比，这是所有东西都沉积的地方。这些沉积物来自洪泛平原，后退两步，左手拿起，不向下看。

沉积物样品除第4个地点外，均在前3个地点采集。沉积物样品选定后，在地质学家的帮助下确定岩石类型和形状，然后用厘米尺测量岩石的尺寸。

使用横截面积从绘制图表上绘制的交叉谱的横档，以及使用通道流的部分的长度和时间计算的每个部位的速度放电是在每个地点计算的。的水力半径用截面积和润湿周长计算，两者分别用河道的长度、宽度和深度计算。

在现场锻炼之后，咨询了与主题相关的书籍和地图。Spearman等级相关方程用于显示液压液压和液压几何变量之间的关系，也用于计算，以帮助分析收集的数据。所需的更多信息是从主题教师获得的。

数据介绍

Gradient1-3处跨度2°，4处跨度1°。

信道宽度每个地区的人口数量从第1地区的680万稳步增加到第4地区的22.5万。然而，地区3从1530万缩小到980万，地区2相差550万。随着河道宽度的增大，平均河道深度逐渐减小，从1处的0.45m逐渐减小到4处的0.27m。但在3处略有增加，增加了0.6m。根据计算，横截面积每个地区的面积都在稳步增加，其中地区3的面积变化为1.11m²。

的横截面积各地点的持续增加，在地点3下降。从1.72ms-¹减少到0.33ms-¹在位置1-4速度计算每个局部性，局部3略微增加。为了放电在Morant River中，它从5.44m³s-▽减小到2.13m³-¹在地方略微增加0.27m³-¹。位置1和2之间水力半径所研究的区域对于大部分的恒定是0.3米的恒定，距离的距离为0.45米。

根据收集的数据，亚角岩石形状主要在14个沉积物的局部1中发现。圆形和次圆形岩石的分布均匀分布6个沉积物。在本地2中，在该区域中也看到亚角岩体作为大部分11个沉积物。接下来是有角度形状的岩石，具有2个沉积物。在局部地区发现没有圆圆形的沉积物2.对于局部性3，子圆形岩体是该区域中最大的岩石形状等于11个沉积物。至少发现等于4个沉积物的角岩形。

在每个地方，岩石类型是不同的，因为每个地方有不同的岩石类型占主导地位。1处为变质岩分布区，2处为沉积岩分布区，3处为火成岩分布区。

所研究的四个地点的横截面面积如图4所示。Locality1位于沿着波特兰海岸存在的河流三角洲，Duhaney Pen，最大深度0.75米，因为它是非常陡峭的自然。该图还展示了2号地的河道形状，与1号地相比，2号地的河道深度较浅，宽度较宽，长度为15.3m。局地3和局地1相似，深度相似，但局地3的河道宽度更宽，相差3米。最后访问的区域是沿着河道的第4区，是研究的河道最浅的一段。最大深度为0.44m，是所研究河道中最大的断面，宽度为22.5m。

在下面的图表中，每一处的平均流速都是从上游河口开始逐渐减小的。第一个研究区域Locality1的平均速度最高，为1.51ms-1。其次，对局域2进行研究，计算出信道速度为1.09ms-1。对Locality 3的速度进行了计算，结果为0.74ms-1。在靠近Hillside的最后一处，计算河道断面的流速为0.33ms-1。

河流地貌

泛滥平原

在大雨时期，导致该面积0.4cm的溢出，当计算为2.14km宽时，在局部标准1，网格方形4975。该宽度朝着相当距离继续朝向源，直到它在局部性3附近缩小，根据图2。由于它在超出局部3之外，在基本地图上该宽度变为0.1cm。

中央酒吧

这个沉积特征，即中心沙洲，可以在4779方格中看到，在底图上有2.1厘米长。这个中央的沙洲导致了河道的轻微编织，最终导致了一个薄的泛滥平原的发展，最小的宽度为0.1厘米，最大的宽度为0.2厘米()。在这条中央棒的周围是更小的棒子，分别长0.3厘米和0.2厘米。

梯田

在第2和第3处都形成了阶地。这些梯田是在莫朗河沿岸的漫滩边缘形成的，形成了河道的形状和大小。根据图2，莫朗河的河道形状。在这两个地点，有一组成对的梯田，在相同的高度，如图3所示，为地点2。

分析的数据

通过使用Spearman等级相关性，已经基于两个变量的分组，依赖和独立的次数确定了许多关系。该计算的公式是这是使用。

河流的能力取决于深度和速度之间的正相关性。当速度增加并且深度增加时，这允许通过河流运输的较大粒子，这决定了河流能力。通过使用收集的数据来证明这种正相关的正相关性，从而导致+0.8相关性。

在实地考察中，有证据表明两者之间存在高度正相关关系，因为进一步上游的沉积物被认为相当大。这种相关性还表明，在一年的某些时候，河流有能力输送大量的沉积物，因为它导致了如图7所示的沉积特征，以及位于三角洲地区的河口坝。

当相关系数为负时，表明河流水力依赖于水力几何形状。因此，宽度增大，速度减小，宽度与速度呈负相关-0.8。

这是因为在河里水的体积紧凑的空间较小的通道宽度有由于渠道的扩大,因此它减慢了速度,因为它需要更长的时间来覆盖这个新区域的土地同样体积的水。

根据斯皮尔曼等级相关公式的计算，流量和深度有+1.4的相关性。这种正相关表明，随着深度的增加，河流的流量也会增加。

这种正相关是由于6条二级河流与莫朗特河汇合，以及一条三级河流尼格罗河，以及它自己的支流汇合，从而促进了该河流的流量，进一步说，莫朗特河的流量，如图2。在第2和第3处，河水的宽度也有轻微的增加。

岩石类型是依赖于沉积物的形状，作为一些比其他类型更快的岩石型腐蚀的形状。这种侵蚀率取决于岩石的一般组成。沉积岩石是最简单的侵蚀岩石，由于其简单地沉积沉积物颗粒，这些颗粒略微粘合。

这可能导致一些岩石很容易变成圆角或次圆角。这些有棱角的岩石似乎是变质岩和火成岩，因为这些岩石类型一直处于巨大的压力或热量下，导致它们的成分紧密堆积，比沉积岩更难被侵蚀。

Morant River的洪泛区的建造是从被沉积在下游的源头的方向的沉积物的结果。仔细观察图2，可以看出，随着从来源到三角洲的来源，洪泛平原的宽度会增加。这种宽度的增加是在洪水次数的上游沉积物，下游沉积物的结果是重新渗透的。

这种沉积和在较低的过程中沉积和形成洪泛区的原因是由于这些区域的低仰角低于200m，图2的绿色面积的末端，这允许河流展开- 洪水的40平方米，也因为在河流的中间或上层，只有狭窄的河谷，没有空间可以存放床单，这是拾取的。

结论

总之，可以确定的是，河流水力取决于水力几何形状，当流量或流速增加时，横截面面积从浅剖面变化到深剖面。河流水力也决定着河流地貌的形成或侵蚀，是否形成河道河口坝。因此，这两个变量都对特性的形式负责。

建议

• 莫朗河下游的所有河道都应该在3个月的时间内进行研究，而不是像本研究中那样在不同的地点进行研究
• 这种类型的研究应该作为研究的一种侦察，如果要在河流上进行后续研究，就可以这样做
• 应该对上游进行进一步的研究，看看收集和计算的数据在某些情况下是否相似，因为只研究了河流的一部分。