Morphodynamic equilibrium of alternate bar dynamics under repeated hydrographs
Morphodynamic equilibrium of alternate bar dynamics under repeated hydrographs
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重复过程线下交替杆动力学的形态动力学平衡
DOI：
10.1016/j.advwatres.2023.104427
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发表时间：
2023
影响因子：
4.7
通讯作者：
Shimizu Y.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Huang D.;Iwasaki T.;Yamada T.;Hiramatsu Y.;Yamaguchi S.;Shimizu Y.
流量不稳定性在交错沙坝的动力学中起着关键作用，然而，在不稳定流量条件下，特别是在长期内，迁移的交错沙坝如何决定它们的形状仍然不清楚。在这项研究中，我们数值研究迁移交替酒吧的长期行为受到重复的过程线。为此，测试了相同的流量变化，但不同的水文周期。结果表明，即使在非恒定流条件下，过程线周期和流量变化的特定组合也会导致迁移交替沙坝的平衡状态（即，非时间依赖的波长和迁移周期）。这可能是交替坝形态动力学的一个独特特征，因为由稳定放电对应物产生的动态平衡状态是时间依赖的特征。同时，观察到当流量突变时，交替沙洲形态动力学响应随时间沿着变化。在有限的时间内，交替酒吧的响应是不够强，破坏了原来的波长，这表明，过程线周期，实现这种平衡状态必须是适度的长，这样的过程线的时间尺度是类似的，但略小于酒吧的增长。
Discharge unsteadiness plays a key role in the dynamics of alternate bars, however, how migrating alternate bars determine their shape under unsteady discharge conditions, especially in the long-term, is still unclear. In this study, we numerically investigate long-term behaviors of migrating alternate bars subject to repeated hydrographs. For this, the same discharge variation but different hydrograph cycles were tested. The results show that even under unsteady flow conditions, specific combinations of hydrograph cycles and discharge variations result in an equilibrium state of migrating alternate bars (i.e., non-time dependent wavelength and migration period). This may be a unique feature of the alternate bar morphodynamics, since dynamic equilibrium state arising from steady discharge counterparts is time-dependent feature. Meanwhile, it is observed that when the discharge changes abruptly, the response of alternate bar morphodynamics changes along the time. Within a limited period, the response of alternate bars is not strong enough to destroy the original wavelength, suggesting that the hydrograph cycle that achieves this equilibrium state must be moderately long such that the timescale of the hydrograph is similar but slightly smaller than the bar growth.
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