Experimental studies of alluvial fa

Experimental studies of alluvial fans date back to the 1960s with the
work of Roger Hooke (Hooke, 1967, 1968; Hooke and Rohrer, 1979).
These early investigations examined fan morphology and explored the
different mechanisms of sediment transport on the fan comparing
fans created in a laboratory environment with examples from Death
Valley, California. Although the findings from these experimental
fans were compared to natural alluvial fans, they were not scale models
Fig. 1. (A) Conceptual diagram of an alluvial fan (after Rachocki, 1981); (B) Centre Creek, a fluvial-formed alluvial fan in the South Island of New Zealand (photo by L. Clarke).
136 L.E. Clarke / Geomorphology 244 (2015) 135–145
of a specific prototype but instead used a similarity of processes analogue
approach — experimental fans were therefore treated as systems unto
themselves and not scale models or analogues. The success of
analogue modelling is based on the theory that important aspects of
morphodynamics are scale independent over a wide range of scale,
thus one uses the self-similarity produced by these experiments to observe
and investigate processes and causes of change (Paola et al.,
2009). Hooke (1968) concluded that the slope of an alluvial fan is determined
by the grain size, depositional processes, and water discharge; as
larger fans are associated with larger drainage basins and hence larger
discharges than smaller fans, the fan slope generally decreases with increasing
fan area. The location of the intersection point (the location
where the entrenched channel attains the fan surface and flow diverges
into multiple channels, as defined by Schumm et al., 1987) on the alluvial
fan significantly affects the locus of sediment deposition, and it was
also suggested that fan head channel entrenchment may be an autogenic
feedback resulting from flow configurations on the fan surface. Even
under constant conditions transient trenches were still observed to
develop; the channel often switched from a relatively low slope to a
steeper slope, and this was often accompanied by channel incision at
the fan head (Hooke, 1967).
Another early proponent of experimental work on alluvial fans was
Stanley Schumm, who also used an analogue modelling approach. This
work demonstrated that alluvial fans constructed in the laboratory at
a small scale exhibited many of the fundamental features and processes
that you would expect to find on natural alluvial fans, including depositional
sheetflow (defined as over 50% of the fan area covered by distributed
flows), channelization of flow, lateral migration, avulsions (abrupt
channel relocation), and channel entrenchment (Schumm, 1977;
Schumm et al., 1987; Fig. 2). These experiments also concluded that
the growth of experimental alluvial fans was dominated by repeated
fan head trenching and that the flow conditions at the apex were important
factors in determining the areal extent of flowing water and sediment,
with fan head incision being controlled by an internal sloperelated
stability threshold across which a change in channel form
occurred. A consequence of this, at least in this experimental situation,
was that fan morphology was a more important control on flow behaviour
than the external variation of sediment input (Schumm et al.,
1987).
The analogue nature of Hooke (1967) and Schumm's (1977) experiments
meant that no attempt was made to quantify alluvial fan changes
and refer these directly to alluvial fans in the field, but instead they
formed a body of basic observations on fan form and associated process
response to aid field researchers when interpreting sequence stratigraphy
and geomorphological processes. The work of Hooke and Schumm
was fundamental in the development of future experimental work into
alluvial fans, and led to a resurgence in this technique in the 1990s.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การศึกษาทดลองของตะกอนน้ำพารูปพัดกลับวันปี 1960 มีการงานของ Roger Hooke (Hooke, 1967, 1968 Hooke และ Rohrer, 1979)ตรวจสอบเหล่านี้ก่อนตรวจสอบสัณฐานวิทยาพัดลม และอุดมการกลไกต่าง ๆ ของการขนส่งตะกอนในการเปรียบเทียบพัดลมแฟน ๆ ที่สร้างขึ้นในสภาพแวดล้อมห้องปฏิบัติการพร้อมด้วยตัวอย่างจากความตายวัลเลย์ แคลิฟอร์เนีย แม้ว่าผลจากการทดลองเหล่านี้แฟน ๆ ถูกเปรียบเทียบกับธรรมชาติตะกอนน้ำพารูปพัด พวกเขาไม่ได้เป็นโมเดลขนาดรูปที่ 1 (A) ไดอะแกรมแนวคิดของพัดลมมีตะกอนน้ำพารูป (หลังจาก Rachocki, 1981); (ข) ศูนย์ครี fluvial เกิดตะกอนน้ำพารูปพัดลมในเกาะใต้ของนิวซีแลนด์ (ภาพ โดย L. Clarke)คลาร์กแอลอี 136 / ธรณีสัณฐานวิทยา 244 (2015) 135-145ของต้นแบบเฉพาะแต่ใช้แทน ที่คล้ายกันของกระบวนการอะนาล็อกวิธี — แฟนทดลองจึงได้รับการรักษาเป็นระบบแก่ตัวเอง และโมเดลขนาดไม่ ได้ analogues ความสำเร็จของนางอนาล็อกตามทฤษฎีที่สำคัญด้านmorphodynamics มีขนาดอิสระในช่วงกว้างของขนาดดังนั้น หนึ่งใช้การความคล้ายตนเองโดยการทดลองเหล่านี้ตามและตรวจสอบกระบวนการและสาเหตุของการเปลี่ยนแปลง (Paola et al.,2009) . Hooke (1968) ได้ข้อสรุปว่า จะกำหนดความลาดชันของพัดลมมีตะกอนน้ำพารูปโดยขนาดของเกรน กระบวนการ depositional และน้ำปล่อย เป็นพัดลมขนาดใหญ่เกี่ยวข้องกับอ่างระบายน้ำขนาดใหญ่ และขนาดใหญ่ดังนั้นปล่อยมากกว่าพัดลมขนาดเล็ก พัดลมลาดโดยทั่วไปลดเพิ่มขึ้นตั้งพัดลม ตำแหน่งของจุดตัด (ตำแหน่งที่ตั้งที่ช่องยึดที่มั่นรบพื้นพัดลม และนำกระแสช่องหลายช่อง ตามที่กำหนดโดย Schumm et al. 1987) ในลุ่มน้ำพัดลมโลกัสโพลของสะสมตะกอนมีผลอย่างมาก และได้นอกจากนี้ยัง แนะนำว่า ขุดสนามเพลาะหัวช่องพัดลมอาจมีตามความคิดเห็นที่เกิดจากการตั้งค่าการไหลบนพื้นผิวของพัดลม แม้ภายใต้สภาวะคงเพลาะชั่วคราวยังคงข้อสังเกตการพัฒนา ช่องมักจะสลับจากทางลาดชันค่อนข้างต่ำที่มีเนินที่สูงชัน และนี้มักจะมา โดยรอยบากช่องที่พัดลมหัว (Hooke, 1967)มีอีกต้น proponent ของงานทดลองบนตะกอนน้ำพารูปพัดสแตนเลย์ Schumm ที่ยัง ใช้อนาล็อกมีหลากวิธีการ นี้งานแสดงให้เห็นว่า ตะกอนน้ำพารูปพัดที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการที่ขนาดเล็กจัดแสดงคุณสมบัติพื้นฐานและกระบวนการที่คุณคาดหวังว่าจะพบธรรมชาติตะกอนน้ำพารูปพัด รวม depositionalsheetflow (กำหนดเป็นกว่า 50% ของพื้นที่พัดลมครอบคลุมกระจายกระแส), channelization ของไหล การย้ายข้าง avulsions (ทันทีทันใดช่องย้าย), และช่องขุดสนามเพลาะ (Schumm, 1977Schumm et al. 1987 ทางรูปที่ 2) การทดลองเหล่านี้ยังได้ข้อสรุปว่าการเติบโตของทดลองตะกอนน้ำพารูปพัดถูกครอบงำโดยการทำซ้ำพัดลมหัวขุดและที่สภาพการไหลที่ปลายมีความสำคัญปัจจัยในการกำหนดขอบเขตของน้ำและตะกอน แลกมีแผลใหญ่พัดลมถูกควบคุม โดยการ sloperelated ภายในเกณฑ์เสถียรภาพผ่านการเปลี่ยนแปลงในช่องฟอร์มเกิดขึ้น ต่อจากนี้ น้อยในสถานการณ์นี้ทดลองได้ว่า สัณฐานวิทยาพัดลมควบคุมสำคัญกระแสงานมากกว่าการเปลี่ยนแปลงภายนอกตะกอนการป้อนข้อมูล (Schumm et al.,ปี 1987)อะนาล็อกของ Hooke (1967) และ Schumm ของการทดลอง (1977)หมายความ ว่า ไม่พยายามที่จะกำหนดปริมาณการเปลี่ยนแปลงของตะกอนน้ำพารูปพัดลมและการอ้างอิงเหล่านี้โดยตรงเพื่อตะกอนน้ำพารูปพัดในฟิลด์ แต่พวกเขาเนื้อหาของข้อสังเกตพื้นฐานที่เกิดขึ้นบนฟอร์มพัดลม และกระบวนการที่เกี่ยวข้องการช่วยเหลือนักวิจัยฟิลด์เมื่อตีความลำดับการลำดับชั้นหินและกระบวนการ geomorphological การทำงานของ Hooke และ Schummเป็นพื้นฐานในการพัฒนาผลงานทดลองในอนาคตตะกอนน้ำพารูปพัด และนำไปสู่การฟื้นตัวในปี 1990 ในเทคนิคนี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การศึกษาทดลองของแฟนลุ่มน้ำวันที่กลับไปปี 1960 กับ
ผลงานของโรเจอร์ฮุค (ฮุค 1967 1968; ฮุคและ Rohrer, 1979).
การตรวจสอบเช้านี้ตรวจสอบพัดลมสัณฐานวิทยาและสำรวจ
กลไกที่แตกต่างกันของการขนส่งตะกอนบนพัดลมเปรียบเทียบ
แฟน ๆ ที่สร้างขึ้น ในสภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการที่มีตัวอย่างจากความตาย
วัลเลย์รัฐแคลิฟอร์เนีย แม้ว่าผลการวิจัยจากการทดลองเหล่านี้
แฟน ๆ เมื่อเทียบกับแฟนลุ่มน้ำธรรมชาติพวกเขาไม่ได้ Scale Models
รูป 1. (A) แผนภาพแนวคิดของแฟนลุ่มน้ำ (หลังจาก Rachocki, 1981); (B) ศูนย์ห้วยแฟนลุ่มน้ำของแม่น้ำ-เกิดขึ้นในเกาะใต้ของนิวซีแลนด์ (ภาพโดยแอคล๊าร์ค).
136 LE คล๊าร์ค / ธรณีสัณฐานวิทยา 244 (2015) 135-145
ของต้นแบบที่เฉพาะเจาะจง แต่แทนที่จะใช้ความคล้ายคลึงกันของกระบวนการ อะนาล็อก
วิธีการ - แฟนทดลองจึงถือว่าเป็นระบบแก่
ตนเองและไม่ได้ขนาดหรือ analogues ความสำเร็จของ
การสร้างแบบจำลองแบบอะนาล็อกอยู่บนพื้นฐานของทฤษฎีที่สำคัญของ
morphodynamics มีขนาดอิสระในช่วงที่กว้างจากขนาด
หนึ่งจึงใช้ความคล้ายคลึงกันตนเองผลิตโดยการทดลองเหล่านี้ในการสังเกต
และตรวจสอบกระบวนการและสาเหตุของการเปลี่ยนแปลง (Paola et al, ,
2009) ฮุค (1968) สรุปได้ว่าความลาดเอียงของแฟนลุ่มน้ำจะถูกกำหนด
โดยขนาดของเมล็ดข้าวกระบวนการสะสมและปล่อยน้ำ; เป็น
แฟนคลับที่มีขนาดใหญ่จะเกี่ยวข้องกับการระบายน้ำอ่างขนาดใหญ่และขนาดใหญ่จึง
ปล่อยกว่าแฟน ๆ ที่มีขนาดเล็กลาดพัดลมทั่วไปลดลงด้วยการเพิ่ม
พื้นที่พัดลม สถานที่ตั้งของจุดสี่แยก (ตำแหน่ง
ที่ช่องที่ยึดที่มั่นบรรลุผิวพัดลมและการไหล diverges
ลงในหลายช่องทางตามที่กำหนดโดย Schumm et al., 1987) ในลุ่มน้ำ
แฟนอย่างมีนัยสำคัญส่งผลกระทบต่อความเชื่ออำนาจของตะกอนสะสมและมันก็
ยัง ชี้ให้เห็นว่าหัวแฟนช่องมั่นอาจจะเป็น autogenic
ผลตอบรับที่เกิดจากการกำหนดค่าการไหลบนพื้นผิวพัดลม แม้
ภายใต้สภาวะคงสนามเพลาะชั่วคราวก็ยังคงปฏิบัติเพื่อ
พัฒนา; ช่องทางที่มักจะเปลี่ยนจากความลาดชันค่อนข้างต่ำไปยัง
ลาดชันและนี้ก็มักจะมาพร้อมกับแผลช่องที่
หัวแฟน (ฮุค, 1967).
อีกแสดงเริ่มต้นของการทดลองงานแฟนลุ่มน้ำเป็น
สแตนเลย์ Schumm ที่ยังใช้อะนาล็อก วิธีการสร้างแบบจำลอง นี้
ทำงานแสดงให้เห็นว่าแฟนลุ่มน้ำสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการที่
ขนาดเล็กแสดงหลายคุณสมบัติพื้นฐานและกระบวนการ
ที่คุณจะคาดหวังที่จะได้พบกับแฟนลุ่มน้ำธรรมชาติรวมทั้งการทับถม
sheetflow (หมายถึงกว่า 50% ของพื้นที่พัดลมที่ครอบคลุมโดยการกระจาย
กระแส ) channelization ของการไหลของการโยกย้ายด้านข้าง avulsions (อย่างกระทันหัน
การย้ายช่อง) และช่องตั้งมั่น (Schumm 1977;
Schumm et al, 1987;.. รูปที่ 2) การทดลองเหล่านี้ยังได้ข้อสรุปว่า
การเจริญเติบโตของแฟนลุ่มน้ำทดลองถูกครอบงำโดยซ้ำ
หัวแฟนร่องและว่าเงื่อนไขการไหลที่ปลายมีความสำคัญ
ปัจจัยในการกำหนดขอบเขตขนหัวลุกของน้ำไหลและตะกอน
ที่มีพัดลมหัวแผลถูกควบคุมโดย sloperelated ภายใน
เกณฑ์ความมั่นคงข้ามซึ่งการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบช่องทาง
ที่เกิดขึ้น เป็นผลมาจากนี้อย่างน้อยในสถานการณ์การทดลองนี้
คือการที่แฟนสัณฐานเป็นตัวควบคุมความสำคัญมากขึ้นในลักษณะการไหล
กว่ารูปแบบภายนอกของการป้อนข้อมูลตะกอน (Schumm et al.,
1987).
ลักษณะคล้ายฮุค (1967) และ Schumm ของ (1977) การทดลอง
หมายความว่าไม่มีความพยายามที่จะหาจำนวนเปลี่ยนแปลงแฟนลุ่มน้ำ
และการอ้างอิงเหล่านี้ได้โดยตรงให้กับแฟน ๆ ลุ่มน้ำในสนาม แต่พวกเขา
เกิดขึ้นในร่างกายของการสังเกตพื้นฐานในรูปแบบพัดลมและกระบวนการที่เกี่ยวข้อง
การตอบสนองที่จะช่วยให้นักวิจัยภาคสนามเมื่อตีความหินลำดับ
และกระบวนการ geomorphological การทำงานของฮุคและ Schumm
เป็นพื้นฐานในการพัฒนาของการทำงานในอนาคตการทดลองออกเป็น
แฟนลุ่มน้ำและนำไปสู่การฟื้นตัวในเทคนิคนี้ในปี 1990