Bäddbelastning

Termen bäddbelastning beskriver partiklar i en strömmande vätska (vanligtvis vatten) som transporteras längs strömmen. Sänggods kompletterar suspenderat gods och tvättgods.

Sänggods-sediment i Thalweg i Campbell Creek i Alaska.

Sänggods förflyttar sig genom att rulla, glida och/eller salta (hoppa).

Generellt sett kommer sänggodset nedströms att vara mindre och mer avrundat än sänggodset uppströms (en process som kallas för fining nedströms). Detta beror delvis på den nötning och abrasion som uppstår när stenarna kolliderar med varandra och med flodkanalen, vilket gör att den grova strukturen avlägsnas (avrundning) och partiklarnas storlek minskas. Selektiv transport av sediment spelar dock också en roll när det gäller fining nedströms: partiklar som är mindre än genomsnittet har lättare att följa med än partiklar som är större än genomsnittet, eftersom den skjuvspänning som krävs för att följa med ett korn är linjärt proportionell mot kornets diameter. Graden av storleksselektivitet begränsas dock av den döljande effekt som beskrivs av Parker och Klingeman (1982), där större partiklar sticker ut från bädden medan små partiklar skyddas och döljs av större partiklar, med resultatet att nästan alla kornstorlekar blir medryckta vid nästan samma skjuvspänning.

Experimentella observationer tyder på att ett jämnt fritt ytflöde över en plan bädd utan kohesion inte kan medföra sediment under ett kritiskt värde τ ∗ c {\displaystyle \tau _{*c}} av förhållandet mellan mått på hydrodynamiska (destabiliserande) och gravitationella (stabiliserande) krafter som verkar på sedimentpartiklar, den s.k. Shields-spänningen τ ∗ {\displaystyle \tau _{*}} . Denna kvantitet lyder:

τ ∗ = u ∗ 2 ( s – 1 ) g d {\displaystyle \tau _{*}={\frac {u_{*}^{2}}}{(s-1)gd}}}} ,

där u ∗ {\displaystyle u_{*}} är friktionshastigheten, s är den relativa partikeldensiteten, d är en effektiv partikeldiameter som medförs av flödet och g är gravitationen. Meyer-Peter-Müller-formeln för bäddlastkapaciteten under jämvikts- och enhetliga flödesförhållanden säger att storleken på bäddlastflödet q s {\displaystyle q_{s}} för en enhetsbredd är proportionell mot överskottet av skjuvspänning i förhållande till en kritisk τ ∗ c {\displaystyle \tau _{*c}} . Specifikt är q s {\displaystyle q_{s}} är en monotont ökande icke-linjär funktion av den överskjutande Shields-spänningen ϕ ( τ ∗ – τ ∗ c ) {\displaystyle \phi (\tau _{*}-\tau _{*c})} , vanligtvis uttryckt i form av en potenslag. .