Entrainment and suspension of sand and gravel
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Entrainment and suspension of sand and gravel is important for the evolution of rivers, deltas, coastal areas and submarine fans. The prediction of a vertical profile of suspended sediment concentration typically consists of assessing (1) the concentration near the bed using an entrainment relation and (2) the upward vertical distribution of sediment in the water column. Considerable uncertainty exists in regard to both of these steps, and especially the near-bed concentration. Most entrainment theories have been tested against limited grain-size specific data, and no relations have been evaluated for gravel suspension, which can be important in bedrock and mountain rivers, as well as powerful turbidity currents. To address these issues, we compiled a database with suspended sediment data from natural rivers and flume experiments, taking advantage of the increasing availability of high-resolution grain-size measurements. We evaluated 14 dimensionless parameters that may determine entrainment and suspension relations, and applied multivariate regression analysis. A best-fit two-parameter equation (r2 = 0.79) shows that near-bed entrainment, evaluated at 10 % of the flow depth, increases with the ratio of skin-friction shear velocity to settling velocity (u*skin / wsi), as in previous relations, and with Froude number (Fr), possibly due to its role in determining bedload-layer concentrations. We used the Rouse equation to predict concentration upward from the reference level, and evaluated the coefficient βi, which accounts for differences between turbulent diffusivities of sediment and momentum. The best-fit relation for βi (r2 = 0.40) indicates greater relative sediment diffusivities for rivers with greater flow resistance, possibly due to bed-form induced turbulence, and smaller u*skin / wsi; the latter effect makes the dependence of Rouse number on u*skin / wsi nonlinear, and therefore different from standard Rousean theory. In addition, we used empirical relations for gravel saltation to show that our relation for near-bed concentration also provides good predictions for coarse-grained sediment. The new relations are a significant improvement compared to previous work, extend the calibrated parameter space over a wider range in sediment sizes and flow conditions, and result in 95 % of concentration data predicted within a factor of nine.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».