[发明专利]古代河流沉积的原始河道比降分析方法、装置及设备

说明书

本发明涉及一种古代河流沉积的原始河道比降分析方法、装置及设备，包括如下步骤：a选取保存完整的河道，测量河床上的沉积物密度、沉积物粒度中值、河水密度以及河道满岸深度；b基于沉积物密度和河水密度，计算沉积物有效相对密度；c基于沉积物有效相对密度以及沉积物粒度中值，计算满岸水深条件下沉积物的颗粒雷诺数；d基于满岸水深条件下沉积物的颗粒雷诺数，计算沉积物的临界启动应力；e基于沉积物的临界启动应力，计算河床临界水流速度；f基于河床临界水流速度以及步骤a中的河道满岸深度，计算河道横截面水流平均速度；g基于步骤f中的河道横截面水流平均速度以及步骤a中的河道满岸深度，计算原始河道比降。

技术领域

本发明涉及一种计算古代河流沉积的原始河道比降分析方法、装置及设备，属于古代河流地质构造与地貌技术领域。

背景技术

河流沉积是最重要的陆相沉积类型，广泛分布在沉积盆地的各个部位，是陆相沉积地层最重要的组成部分。古代河流的沉积学与形态学特征可以作为古地理的重要指示参数，对还原古环境、古地貌至关重要。其中，原始河道比降能够有效地反映古构造(如地形坡度)与古地貌(如河流类型)特征，对于古环境与古地理研究具有重要意义。然而，古代地层通常经历了复杂的构造运动，原始河道比降无法直接测量；而且目前没有类似的古代河流的原始河道比降计算方法，故亟需提出一种计算古代河流原始河道比降的新方法。

发明内容

针对上述突出问题，本发明提供一种古代河流沉积的原始河道比降分析方法、装置及设备，该方法能够准确地计算古代河流沉积(尤其是河流相露头)的原始河道比降。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种古代河流沉积的原始河道比降分析方法，包括如下步骤：

a选取保存完整的河道，测量河床上的沉积物密度、沉积物粒度中值、河水密度以及河道满岸深度(也即完整河道的厚度)；

b基于所述步骤a中的沉积物密度和河水密度(河水密度取常数1000kg/m³)，计算沉积物有效相对密度；

c基于所述步骤b中的沉积物有效相对密度以及所述步骤a中的沉积物粒度中值，计算满岸水深条件下沉积物的颗粒雷诺数；

d基于所述步骤c中的满岸水深条件下沉积物的颗粒雷诺数，计算沉积物的临界启动应力；

e基于所述步骤d中的沉积物的临界启动应力，计算河床临界水流速度；

f基于所述步骤e中的河床临界水流速度以及所述步骤a中的河道满岸深度，计算河道横截面水流平均速度；

g基于所述步骤f中的河道横截面水流平均速度以及所述步骤a中的河道满岸深度，计算原始河道比降。

所述的古代河流沉积的原始河道比降分析方法，优选地，所述步骤b中沉积物有效相对密度R的计算公式如下：

式中，ρ_s为沉积物密度；ρ为河水密度。

所述的古代河流沉积的原始河道比降分析方法，优选地，所述步骤c中满岸水深条件下沉积物的颗粒雷诺数R_p的计算公式如下：

式中，D_b50为河床底界面沉积物粒度中值；g为重力加速度；R为沉积物有效相对密度；υ河水的粘滞系数。

所述的古代河流沉积的原始河道比降分析方法，优选地，所述步骤d中沉积物的临界启动应力τ_*的计算公式如下：

式中，R_p为满岸水深条件下沉积物的颗粒雷诺数。