浅水三角洲之所以容易形成所谓的“水下分流河道”,传统的沉积相图看不出“湖岸线控砂”,因为浅水湖盆底形坡度较小,水体的小范围升降就可以致使湖岸线大范围摆动,从而淹没平原河流沉积。
深水三角洲之所以主要形成扇体,所谓的“水下分流河道”不发育,传统的沉积相图还能够看出“湖岸线控砂”,因为深水湖盆底形坡度大,水体的升降致使湖岸线摆动幅度小,被扩张的湖水淹没的平原河流沉积有限。
在具体分析过程中,不能将所有动力笼统处理,使问题神秘化又笼统化(比如河流能量大于湖泊水体扩张能量或相反属无力学概念假想),有必要将沉积过程分解,从而分清主次,在具体研究中,可先考虑事件沉积(携沙洪水靠惯性入湖)而暂时忽略背景沉积(波浪、潮汐等对沉积泥沙的再搬运或改造),在河流沉积机理弄明白后再分析其它改造作用并叠加处理。
至于青海湖,青海湖人为干扰少,水动力以河流惯性为主,当然也有其它动力,该湖泊三角洲砂体形态以扇形为主,水下砂体总体不甚发育,这是因为历史上湖面总体处于萎缩状态,水体没有能力大范围淹没平原河流沉积,但这并不排除某段时间湖面扩大进而淹没平原河流沉积的可能,如2005年至2008年,青海湖水位上升近50厘米,水域面积扩大132平方公里,使近几十年来湖面持续缩小的青海湖发生了“大逆转”,湖岸线向陆上迁移400米,也就是400米长的水上河流沉积已被湖水所淹没,平原河道沉积顶部和侧翼被湖相泥岩所充填,但不能因此说河道砂体是水下沉积产物。
至于长江口与黄河口,河流惯性、波浪、潮汐等水动力因素比较复杂,并不是研究沉积的直观场所,河口三角洲看似有水下有沉积,这可能只是一种表象,需要深入分析。长江口与黄河口的特殊在于泥沙以悬砂为主,超过90%为泥,动力也不仅仅是河流惯性,还有波浪和潮汐,研究过程中需将沉积过程分解为事件沉积(洪水沉积)和背景沉积(波浪、潮汐对已沉积泥沙特别是泥的再搬运),分清主次。最为重要的是,历史上最低海平面并不是0米,而是-130米,现在的水下沉积,历史上曾是水上形成的,这是必须予以考虑的。
沉积环境的确定在传统定性描述的基础上,可以进一步通过定量半定量的方法解决定性的问题,即使这种定量半定量不够精确,但也比完全靠猜测可靠。
如,将河流入湖过程简化为具一定宽度( B0 )、深度( H0 )、初始流速(ν 0 )、动力学黏度系数(μ)的一维非恒定流水平射入湖泊。河口水体任意点的流速ν( x , y , z )取决于河流的深度( H0 )和初始流速(ν 0 )而非宽度( B0 ),是 f ( H0 ,ν 0 )的函数,可拟合出ν( x , y , z )与 f ( H0 ,ν 0 )的关系。也就是说,河流能推进的长度,主要取决于河流的深度和出口断面处的流速,与其宽度无关,而河流的宽度对几乎所有人造成了误导。至于ν( x , y , z )与 f ( H0 ,ν 0 )的关系,在《紊动射流》里已给出,也有发表的文章做了介绍。
从流体力学角度讲,河流水体在湖泊水体中的速度与推进长度呈指数衰减关系,水体有速度,泥沙不一定搬运,但如果没有速度,泥沙一定不会搬运而卸载沉积。如,取湖泊出口断面处水深2b0=1.0m,当河流进入湖泊水体20.0m,水下河流断面主流轴线流速umax将降为河流出口断面初始流速u0的0.5倍,泥沙搬运能力将近似变为出口断面的1/16(上述计算是近似的),可以认为泥沙搬运已经停止。随着水体深度的增加和流速的增大,河流能向湖泊进一步推进,但由于湖泊水体对入湖河流水体具有很强的阻挡作用,导致其流速快速降低、携带沉积物能力很快下降,沉积物在河口区大量堆积而形成河口区沉积体。