[發明專利]古代河流沉積的原始河道比降分析方法、裝置及設備

有效

• 申請號: 202110499745.7
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113238295B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 李偉;岳大力;王武榮
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G01V9/00
• 分類號: G01V9/00;G01N15/02;G01N9/00;G01B21/08;G01D21/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 任文娟

本發明涉及一種古代河流沉積的原始河道比降分析方法、裝置及設備，包括如下步驟：a選取保存完整的河道，測量河床上的沉積物密度、沉積物粒度中值、河水密度以及河道滿岸深度；b基于沉積物密度和河水密度，計算沉積物有效相對密度；c基于沉積物有效相對密度以及沉積物粒度中值，計算滿岸水深條件下沉積物的顆粒雷諾數；d基于滿岸水深條件下沉積物的顆粒雷諾數，計算沉積物的臨界啟動應力；e基于沉積物的臨界啟動應力，計算河床臨界水流速度；f基于河床臨界水流速度以及步驟a中的河道滿岸深度，計算河道橫截面水流平均速度；g基于步驟f中的河道橫截面水流平均速度以及步驟a中的河道滿岸深度，計算原始河道比降。

技術領域

本發明涉及一種計算古代河流沉積的原始河道比降分析方法、裝置及設備，屬于古代河流地質構造與地貌技術領域。

背景技術

河流沉積是最重要的陸相沉積類型，廣泛分布在沉積盆地的各個部位，是陸相沉積地層最重要的組成部分。古代河流的沉積學與形態學特征可以作為古地理的重要指示參數，對還原古環境、古地貌至關重要。其中，原始河道比降能夠有效地反映古構造(如地形坡度)與古地貌(如河流類型)特征，對于古環境與古地理研究具有重要意義。然而，古代地層通常經歷了復雜的構造運動，原始河道比降無法直接測量；而且目前沒有類似的古代河流的原始河道比降計算方法，故亟需提出一種計算古代河流原始河道比降的新方法。

發明內容

針對上述突出問題，本發明提供一種古代河流沉積的原始河道比降分析方法、裝置及設備，該方法能夠準確地計算古代河流沉積(尤其是河流相露頭)的原始河道比降。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種古代河流沉積的原始河道比降分析方法，包括如下步驟：

a選取保存完整的河道，測量河床上的沉積物密度、沉積物粒度中值、河水密度以及河道滿岸深度(也即完整河道的厚度)；

b基于所述步驟a中的沉積物密度和河水密度(河水密度取常數1000kg/m³)，計算沉積物有效相對密度；

c基于所述步驟b中的沉積物有效相對密度以及所述步驟a中的沉積物粒度中值，計算滿岸水深條件下沉積物的顆粒雷諾數；

d基于所述步驟c中的滿岸水深條件下沉積物的顆粒雷諾數，計算沉積物的臨界啟動應力；

e基于所述步驟d中的沉積物的臨界啟動應力，計算河床臨界水流速度；

f基于所述步驟e中的河床臨界水流速度以及所述步驟a中的河道滿岸深度，計算河道橫截面水流平均速度；

g基于所述步驟f中的河道橫截面水流平均速度以及所述步驟a中的河道滿岸深度，計算原始河道比降。

所述的古代河流沉積的原始河道比降分析方法，優選地，所述步驟b中沉積物有效相對密度R的計算公式如下：

式中，ρ_s為沉積物密度；ρ為河水密度。

所述的古代河流沉積的原始河道比降分析方法，優選地，所述步驟c中滿岸水深條件下沉積物的顆粒雷諾數R_p的計算公式如下：

式中，D_b50為河床底界面沉積物粒度中值；g為重力加速度；R為沉積物有效相對密度；υ河水的粘滯系數。

所述的古代河流沉積的原始河道比降分析方法，優選地，所述步驟d中沉積物的臨界啟動應力τ_*的計算公式如下：

式中，R_p為滿岸水深條件下沉積物的顆粒雷諾數。