Hogy alakulnak a folyók meanderei
Hogy alakulnak a folyók meanderei
A folyómeder formáját nagyrészt a terep határozza meg. A folyó egyenetlen terepen folyó folyó szele, hogy elkerülje a magas helyeket és töltse be az alföldeket, válassza ki a maximális gradiens elérési útját.
És hogyan folyik a folyók a síkságon? Hogyan befolyásolja a folyó egyenesen folyó áramlás instabilitását a kanyarokhoz képest, ami befolyásolja a csatorna alakját? Az ilyen instabilitás a folyó hosszának növekedését eredményezi, és a folyó elkezd feszülni. Természetes azt gondolni, hogy egy ideális eset (egy teljesen egységes homogén helység) időszakos görbének kell megjelennie. Mi a formája?
A geológusok azt sugallták, hogy a síkságon átfolyó folyóknak kanyarok formájában kell lenniük. hajlított vonalzó.
Ábra. 1.5: Az a forma, amelyet egy fém uralkodó alkalmaz a hajlításnál, az Euler görbe.
Fogja meg az acél vonalzót és próbálja szorítani a vonalzót hosszának mentén (csökkentse a távolságot a végei között). Az uralkodó hajlik (az 1.5. Ábrán). Az ilyen rugalmas könyöket Euler-görbének nevezik (a figyelemre méltó tudós neve, a Leonard Euler pétervári akadémikus neve, aki elméletileg ezt a jelenséget tekintette). Az ívelt vonalzó alakját egy szinguláris görbe írja le. Ez az Euler-görbe figyelemre méltó tulajdonsággal rendelkezik: az adott hosszúságú összekötő pontok minden görbéjétől átlagosan kevésbé hajlik. Ha a szögeltéréseket a görbe hossza mentén egyenlő távolságokkal mérjük (lásd az 1.5. Ábrát), és összegezzük a szögeltérések négyzetét, akkor az Euler görbe esetében ez az összeg minimális. Ez a "gazdaságos" hajlítás az Euler-görbe alapját képezte a folyók formájának hipotézisének.
Ábra. 1.6: a - A meanders laboratóriumi modellezése. A csatorna csatornája periodikus Eulerian kanyarokat (szaggatott fenyők), b - az igazi folyami csatornát és a legközelebbi Euler görbét (szaggatott vonal).
A geológusok szimulálták a folyómeder egy mesterséges csatorna megváltoztatásának folyamatát, homogén környezetben, amelyet apró részecskékből készítettek, amelyek lazán egymáshoz kapcsolódtak, és ezért könnyen romlottak. Hamarosan az egyenes vonalú csatorna elkezdődött, és a kanyarok alakját az Euler-görbe írta le (1.6a ábra). Természetesen az ilyen tökéletességnek folyóágyak formájában való valós állapotában a folyók nem figyelhetők meg (például a talaj heterogenitása miatt). De a síkságon a folyók általában hullámosodnak és rendszeres szerkezetet alkotnak. Az 1. ábrán. Az 1.6b. Ábrán az igazi folyó mederét ábrázoltuk, és az elsődleges jelöli az Euler görbéjét, amelyek az alakhoz legközelebb esnek.
A csatorna periódusos kanyarulatait meandernek hívják. Ennek a kifejezésnek az eredete a híres ősi görög "Meander" nevet viseli
a folyó kanyarulata Törökországban (a folyó modern neve a Nagy Menderes). Meander mostantól az óceáni áramlatok időszakos kanyarulatának, valamint a gleccserek sík felületén képződő patakoknak is nevezik. Mindezen jelenségek homogén médiumokban a véletlenszerű folyamatok egy periodikus struktúra kialakulásához vezetnek, és bár a kanyarok okozta okok eltérőek lehetnek, az időszakos görbék alakja megegyezik.
Mutassuk meg, hogy a forgó folyadék felülete egységként paraboloid formájában jelenik meg.