Погранслойные течения придонного слоя океана. Геофизические приложения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.28, кандидат физико-математических наук Сапов, Дмитрий Александрович

• Сапов, Дмитрий Александрович
• кандидат физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Сапов, Дмитрий Александрович

ПРЕДИСЛОВР1Е ВВЕДЕНИЕ Часть Часть ЧАСТЬ

1. КОГЕРЕНТНЫЕ СТРУКТУРЫ У ДНА ПОТОКА ВОДЫ И НА ГРАНИЦЕ

Глава ВОДА-ВОЗДУХ цилиндра в идеальной жидкости в потоке со сдвигом скорости

Глава I

2. Аппаратура и методика измерений

§1.2.1. Экспериментальная установка образующихся у дна потока воды образующихся на границе

Глава вода воздух воды

§1.3.1. Антициклонические вихри

§1.3.2. Связь параметров вихрей с параметрами потока

§1.3.3. Циклонические вихри

ВЫВОДЫ (к части 1) ЧАСТЬ

2. ВЗВЕСЕНЕСУЩИЕ ГРАВИТАЦИОННЫЕ ТУРБУЛЕНТНЫЕ ТЕЧЕНИЯ НА НАКЛОННОМ ДНЕ ОКЕАНА

Глава I

1. Теоретическая модель движения твердотельного вращающегося

§1.2.2. Аппаратура и методика эксперимента для исследования вихрей,

§1.2.3. Аппаратура и методика эксперимента для исследования вихрей,

Глава I

3. Исследование когерентных структур, образующихся в потоках §

3.4. Особенности взаимодействия фонового потока с вихрями....58 ПРЕДИСЛОВИЕ Проблема погранслойных течений придонного слоя важна и интересна для понимания динамики Мирового океана, водохранилищ, иных водных объектов. В то же время изучена она явно недостаточно. Являясь глобальной проблемой, она включает в себя ряд довольно интересных и актуальных проблем меньшего масштаба. Степень изученности этих составляющих весьма различна. И среди тех, которые могут быть названы наименее изученными, выделяются две проблемы: исследование слабонадкритичных потоков и турбулентных взвесенесущих течений. Под слабонадкритическими потоками мы будем понимать течения, которые уже неустойчивы, но количество вихрей, как результат развития неустойчивости, еще мало. От дна слабонадкритичных потоков отрываются потоку так и к в его поверхности. Исследование потоках имеет когерентные процессов важный вихревые структуры, которые участвуют в переносе примеси как вдоль по вихреобразования слабонадкритичных экологический аспект. Интенсивные взвесенесущие течения в значительной степени изменяют морской рельеф, переносят большие объемы донных осадков от шельфа на морские глубины и разрушают подводные коммуникации. Прогнозирование возникновения взвесенесущих течений дает возможность оценивать скорость и толщину плотностного потока при проведении подводных работ. Изучение слабонадкритичных потоков затрудненно из-за сложного характера взаимодействия между фоновым потоком и отрывающимися от его дна когерентными структурами. При исследовании высокоинтенсивных турбулентных взвесенесущих течений возникают трудности при их экспериментальном измерении. Данная работа посвящена изучению этих двух основных наименее изученных

Глава гидродинамики. Первая часть посвящена исследованию слабонадкритичных течений. В таких течениях движутся единичные вихри или вихревые пары,

Глава между собой большими расстояниями по сравнению с самими вихрями. Такая картина может наблюдаться в потоке воды, в придонном вязком пограничном слое. Теоретическое описание такого рода потоков затруднено из-за сложного характера его движения. Для того чтобы лучше понять природу вихреобразования, получить основные характеристики потока, построить и проанализировать траекторию различного рода вихрей, в данной работе проводились Во экспериментаиьные части изучаются являющиеся исследования гравитационные достаточно стационарных взвесенесущие сложными для слабонадкритичных потоков воды. второй турбулентные течения, исследования как в теоретическом так и в экспериментальном плане. Течения с развитой турбулентностью довольно хорошо изучены в лабораторных условиях и теоретических исследованиях. Однако, в придонном слое такие течения вызывают эрозию донных отложений, что сильно влияет на характер движения самих потоков. Взвесенесущие турбулентные потоки распространяются вдоль наклонного дна океана под действием силы тяжести, в значительной степени изменяют его рельеф и переносят от шельфа на морские глубины большое количество донных осадков. Основная проблема, связанная с изучением таких потоков, заключается в понимании того, как и какое количество донных отложений и внешней (фоновой) воды вовлекается в поток по мере его движения. Вовлечение донных пород и внешней воды будут являться основными параметрами, определяющими характер движения потока, т.е. будет ли он затухающим или разовьется в сильное интенсивное течение. В данной работе используется модель взвесенесущего потока для численного расчета турбулентных течений, которая учитывает особенности таких течений: одновременное вовлечение в движение потока фоновой жидкости и донных отложений. Усовершенствованная в этой работе модель взвесенесущего потока позволяет получать основные характеристики плотностного течения, такие как плотность, скорость, высота потока и эрозию дна. Данная модель применялась для прогнозирования возникновения взвесенесущих течений на примере подводных каньонов Черного моря. Использование модели взвесенесущего потока позволяет получать прикидочную оценку их скорости и высоты

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Погранслойные течения придонного слоя океана. Геофизические приложения»

Часть 1. В первой части введения рассматриваются исторические данные о развитии исследований процессов вихреобразования в замедляющихся потоках воды и воздуха, выявляется проблема изучения и ставится цель экспериментальной исследовательской работы, относящейся к части 1 данной работы. Исследования образования вихрей в потоке за твёрдым телом проводились многими учёными. Ютассическое объяснение Прандтля процесса образования вихрей за твердым цилиндром (Джозеф, 1981) в потоке заключается в следующем. При потенциальном обтекании цилиндра наибольшее давление будет в передней и задней критических точках, а наименьшее в верхней и нижней точках цилиндра, где достигается наибольшая скорость. Из-за вязкости эта симметрия нарушается, и на шаре развивается пограничный слой, в котором жидкость тормозится трением. Это торможение трением вместе с обратным градиентом давления на подветренной стороне шара, в конце концов, приводит к образованию возвратного течения, направленного против течения в пограничном слое. Такое возвратное течение приводит к отрыву пограничного слоя и образованию вихря (Прандтль и Титьенс, 1935). Отрыв пограничного слоя и, соответственно, процесс вихреобразования, характерен не только для течений, возникающих при движении тел в бесконечной жидкости. Например, он имеет место в том случае, когда текущая через короткий канал жидкость, замедляется в расширяющемся сечении канала. При обтекании неподвижного круглого цилиндра потоком с постоянной скоростью позади цилиндра происходит развитие асимметричных колебаний жидкости, а некоторая часть вращающейся вверх. Приподнятая часть струи отрывалась и начинала двигаться в вертикальном направлении. Схема процесса представлена на рисунке Л2 (Sechet и Le Guennec, 1999). Рис. Л2. Схема образования когерентных структур. Наблюдаемый процесс является периодическим. В (Kaftori и др., 1994) предполагается, что такая картина описывается движением воронкообразного вихря, который доставляет оторвавшуюся структуру к поверхности потока. Другая трактовка этого явления дана в работах (Robinson и др., 1989; Nakagawa и Nezu, 1981; Johansson и др., 1991; Garcia и др., 1995). В соответствии с ней, наблюдаемая структура является отделившейся частью придонного слоя со сдвигом скорости. В {Sechet и Le Guennec, 1999) отмечается, что скорость визуализированной структуры всегда меньше, чем скорость фонового потока на данном горизонте. С другой стороны, измерения скорости течения показывают, что рядом существуют структуры, скорость которых выше скорости потока. Однако, данных о визуализации таких «быстрых»

Заключение диссертации по теме «Океанология», Сапов, Дмитрий Александрович

Заключение.

В заключении обобщены основные выводы настоящей работы.

1. Проведенное экспериментальное исследование плоского стационарного тормозящегося потока воды со слабой надкритичностью, позволило установить, что в придонном «вязком» слое происходит периодическое формирование цилиндрических вихрей с горизонтальной осью, перпендикулярной направлению потока. В ходе работы одновременно исследовались параметры фонового потока и параметры вихрей. В результате проделанной работы были получены такие характеристики вихрей, как частота их отрыва, расстояние между точками отрыва, размер вихря в зависимости от величины донной шероховатости, угловая скорость вращения вихря в зависимости от вертикального градиента скорости фонового потока. Помимо антициклонических вихрей исследованных ранее, были обнаружены циклонические вихри и предложена схема их формирования. Если антициклонические вихри двигались у дна потока по циклоиде вниз по течению, то циклонические вихри поднимались к поверхности потока и имели время жизни и скорость движения в несколько раз меньшее по сравнению с антициклоническими вихрями. На качественном уровне предложено объяснение различия в визуализации и во времени жизни циклонических и антициклонических вихрей.

2. Проведенное экспериментальное исследование граничного слоя вода - воздух (см. Приложение 1) показало, что у границы раздела потоков воды и воздуха при разрыве скорости может формироваться слой цилиндрических вихрей в воде и в воздухе. В результате, на профиле средних значений скорости и температуры формируются локальные максимумы, высота которых пропорциональна разности линейной скорости вращающегося вихря и скорости фонового потока воды или воздуха.

3. В работе исследовалась модель движения плотностного потока на наклонном дне, учитывающая особенности таких потоков - сильную турбулезированность, вовлечение в движение потока фоновой жидкости и донных осадков. В результате проделанной работы была установлена адекватность используемой численной модели. Получены три качественно различных типа движения потоков. В первом случае поток в начальный момент разгоняется, но скатывающей силы оказывается недостаточно для интенсивного взмучивания и вовлечения окружающей жидкости, и поток затухает со временем. Такие потоки называются затухающими. Во втором случае скатывающей силы достаточно для интенсивного взмучивания донных осадков, так что высота, скорость и плотность потока растут со временем. Такие потоки называются катастрофическими. Однако возможен и другой сценарий развития затухающего потока, когда основные характеристики (скорость, высота, плотность) возрастают в потоке до некоторого значения, а затем уменьшаются. Установлены значения параметров модели, соответствующие наиболее распространенным взвесенесущим потокам.

Исследование чувствительности численной модели взвесенесущего потока к внешним параметрам задачи показало, что увеличение угла уклона дна может качественно перестроить поведение взвесенесущего турбулентного потока и превратить его в катастрофически интенсивное течение. Интенсификация вовлечения осадочных пород в турбулентный поток приводит к заметным его ускорениям вниз по склону и при отсутствии захвата фоновой жидкости в движение, укорачивает время жизни самого потока. Если же присутствуют оба эффекта, как вовлечение донных пород, так и захват фоновой жидкости, то возможно превращение плотностного потока в катастрофически сильное течение.

Проведенное численное исследование взвесенесущих потоков в подводных каньонах Черного моря позволяет получить прикидочную оценку диапазона изменений скорости и высоты возникающих плотностных течений. Скорости и значения высоты природных взвесенесущих потоков в подводных каньонах Черного моря лежат в рассчитанных пределах изменения, поэтому возможно дать оценку масштабу основных параметров плотностных течений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Сапов, Дмитрий Александрович, 2004 год

1. Агарков Ю.А. 1971. Методы и некоторые результаты наблюдений перемещений галечных наносов Сухумского мыса // Труды Ленинградского гидрометеоинститута, Вып.44.

2. Айбулатов H.A. 1990. Динамика твердого вещества в шельфовой зоне // Ленинград, Гидрометеоиздат, с. 144-164.

3. Айбулатов H.A., Новикова З.Т., Тримонис Э.С. 1981. Количественные распределение и состав взвеси на шельфе и верхней части Черного моря // Континентальные и островные шельфы (рельеф и осадки). — М.: Наука, с.145.

4. Анцыферов С.М., Косьян Р.Д. 1977. Исследование движения взвешенного обломочного материала в верхней части шельфа мористее зоны валов // Океанология, т.17, вып.З, с. 497-505.

5. Анцыферов С.М., Косьян Р.Д., Онищенко Э. 1975. К методике натурных исследований движения взвешенного обломочного материала. // Океанология, т. 15, вып.2, с. 296-301.

6. Анцыферов С.М. 1973. К расчету транспорта наносов неоднородного гранулометрического состава // Океанология, т. 13, вып.З, с. 476-483.

7. Анцыферов С.М. 1991. Методика наблюдений за взвешенными наносами широкого гранулометрического состава // Океанология, т.31, вып.4, с. 664-670.

8. Баренблатт Г.И. 1978. Динамика турбулентных пятен и интрузии в устойчиво стратифицированной жидкости // Физика атмосферы и океана. - Изд. АН СССР, т. 14, №1, с. 195 - 206.

9. Бутов С.А., Еречнев ДА., Леонтьев Д.И., Мельникова О.Н. 1998. Размыв дна волнами на воде // Изв. РАН. Серия физическая, Т. 62, №12, с.2379-2386.

10. Бутов С. А., Жмур В.В., Мельникова О.Н., Погарский Ф.А., Сапов Д. А. 2000. Вихри в стационарном потоке у шероховатого дна // Известия АН. Физика Атмосферы и Океана, Т.36, №5, с. 727 734.

11. Бутов С.А., Мельникова О.Н., Погарский Ф.А., Сапов Д.А. 1999. Цилиндрические вихри у дна стационарного прямого потока с шероховатым дном // Физическая Экология ( физические проблемы экологии), физическая экология гидросферы, №5, с. 51 61.

12. Галанов Л.Г. 1972. О процессах протекающих в вершинах подводных каньонов юго-восточной части Черного моря // Процессы развития и методы исследования прибрежной зоны моря, М: «Наука», с. 148.

13. Галанов Л.Г., Сафьянов Г.А., 1972. Отложения, рельеф и литодинамика верховьев Ингурского подводного каньона // Докл. Симпозиума по инженерно-геологическим условиям шельфовой зоны Черного моря (Батуми 1971 )-Тбилиси.

14. Галанов Л.Г., Сафьянов Г.А., 1973. Отложения и литодинамика верховьев Ингурского подводного каньона // Комплексные исследования природы океана, Вып.4.

15. Геология шельфа УССР. 1982. Среда. История и методика изучения // Киев: Наукова думка, с. 180.

16. Джаоьивили Ш.В., Пешков В.М., Мишеладзе Ш.П., Руссо Г.Е. 1987. Изменение емкости и направления вдольбереговых потоков наносов (на примере Пицунды) // Геоморфология, №1, с.68-74.

17. Джозеф Д 1981. Устойчивость движений жидкости // Издательство "Мир", с. 83.

18. Егоров E.H., Галанов Л.Г. 1966а. Об уходе прибрежных наносов в подводные каньоны // Океанология, Т.6, Вып. 1, с. 117-121/

19. Егоров E.H., Галанов Л.Г. 19666. О роли подводных каньонов в балансе прибрежных наносов // Развитие морских берегов в условиях колебательного движения земной коры. Таллин.

20. Жмур В.В., Ткаченко Б.К., Якубенко М.В. 1998. Эволюция турбулезированного объема плотной воды на наклонном дне // Океанология, Т. 38, №4, с. 528-539.

21. Жмур В.В., Якубенко М.В 2001. Динамика плотностных потоков на наклонном дне // Изв. А.Н. СССР. Физика атмосферы и океана, Т.37, №4, с. 1-10.

22. Жмур В.В. 1989. Поверхностные мезомасштабные вихревые структуры в стратифицированном океане // Океанология, Т. XXIX, вып.1, с. 28-32.

23. Жмур В.В. 1988. Дисковая модель мезомасштабного вихря в потоке со сдвигом скорости // Океанология, Т. XXIII, Вып.5, с. 709-714.

24. Жмур В.В, Сапов Д.А., Нечаев И.Д, Рыжаков М.В, Григорьева Ю.В. 2002. Интенсивные гравитационные течения в придонном слое океана // Известия Академии Наук, Серия физическая. Т.66, №12, с. 1721-1726.

25. Жмур В.В., Мельникова О.Н., Сапов Д.А., Погарский Ф.А. 2000. Когерентные структуры в неоднородных потоках у дна // Известия Академии Наук, Серия физическая, Т.64, №12, с.2412 2423.

26. Косъян Р.Д., Пыхов Н.В., Филиппов А.П., 1978. Вертикальное распределение концентрации и состава взвешенных наносов в зоне разрушения волн // Океанология, т. 18, вып.6, с. 1064-1069.

27. Кочин Н.Е., Кибелъ И.А., Розе Н.В. 1963. Теоретическая гидромеханика, часть 1, М.: ФМГИЗ, с.583.

28. Колмогоров А.Н. 1942. Уравнения турбулентного движения несжимаемой жидкости // Изд. АН СССР. Серия «Физика», Т. 16, № 1-2, с. 56-58.

29. Ламб Г. 1947. Гидродинамика. М.: ОГИЗ, с.860.

30. Леоныпьев O.K., Сафьянов Г.А. 1973. Каньоны под морем. М.: Мысль, с. 164.

31. Мандыч А.Ф. 1967. Величина твердого стока рек Западной Грузии // Вестник Моск. Ун-та. Сер. География, №2, с. 134-136.

32. Мельникова О.Н. 1997. Цилиндрический вихрь в потоке со сдвигом скорости. // В кн. Деформация дна потока со свободной поверхностью. М.:Физ.фак.МГУ, с.24-34.

33. Менард Г.У. 1966. Геология дна Тихого океана. М.: Мир, с. 186.

34. Орлова Г.А., Джаошвили Ш.В., Кикнадзе А.Г., Белова Н. Т., Липонава КН. 1976. Оценка количества пляжеобразующего материала, выносимого рекой на предустьевое взморье// Проблемы изучения берегов Грузии. -Тбилиси: Мецниереба.

35. Островский JI.A. 1990. Динамика концентрации тяжелых и легких частиц в вихревых потоках. // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана, Т.26, №12, с.1307-1314.

36. Пешков В.М. 1974. Наблюдения по динамике рельефа вершины подводного каньона Акула. // Геоморфология, №3, с. 82-87.

37. Прандтлъ Л., Титъенс О. 1935. Гидро- и аэромеханика, т. 2, M.-JL: ОНТИ, с.310.

38. Пыхов Н.В. 1973а. Механизм гравитационных перемещений осадков на дне океана (опыт построения физических моделей) // Автореф. дис. канд. физико-математич. наук. М, с. 130.

39. Пыхов Н.В. 19736. Движение осадочных масс на наклонном дне после нарушения их устойчивости // Океанология, Т. 13, №6, с. 1079-1083.

40. Пыхов Н.В. 1976. Возникновение и движение на шельфе суспензионных потоков малой плотности // Литодинамика, литология и геоморфология шельфа. Москва: Наука, с.36-52.

41. Самолюбов Б.И. 1999. Придонные стратифицированные течения. -М.: Научный мир, с. 464.

42. Сафьянов Г.А., Меньшиков В.Л., Пешков В.М. 2001. Подводные каньоны их динамика и взаимодействие с береговой зоной океана. — М.: Изд-воВНИРО, с. 197.

43. Сафьянов Г.А., Друшиц В.А. 1979. Особенности минералогической дифференциации осадков конуса выноса Ингурского подводного каньона как индикатор литодинамических процессов // Докл. АН СССР, Т. 248, №5, с.1190-1193.

44. Сафьянов Г.А. 1977. Опыт сравнительной характеристики литологии подводных каньонов Ингурского (Черное море) и Ла-Холья (Тихий океан) // Палеогеография и отложения плейстоцена южных морей СССР. — М.: Наука, с. 196.

45. Сафьянов Г.А., Пыхов Н.В. 1977. Особенности геоморфологии и дифференциации песчаных осадков глубоководного конуса выноса Ингурского каньона // Докл. АН СССР. Т.234, №6, с.1433-1437.

46. Сафьянов Г.А., Пыхов Н.В. 1981. Геоморфология, осадки и литодинамика конуса выноса Ингурского подводного каньона (Черное море) // Литодинамика и гидродинамика контактной зоны океана. М.: Наука, с. 137,

47. Сафьянов Г.А. 1973. Морфология и динамика верховьев Потийского подводного каньона // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. география. №4, с.73-77.

48. Тримонис Э.С., Шимкус КМ. 1970. Об осадконакоплении в вершине подводного каньона // Океанология, Т. 10, Вып. 1, с.98-112.

49. Якубенко М.В. Динамика плотностных потоков на наклонном дне. Дисс. на соискание степени к.ф.-м.н. 2000г, с. 140 .

50. Adams N. A., Kleiser L. 1996. Subharmonic transition to turbulence in a flat-plate boundary layer at Mach number 4.5. // J. Fluid Mech., vol. 317, pp. 301-335.

51. Alahyari, A.A. and Longmire, E.K. 1996. Development and structure of a gravity current head. // Exp. Fluids, vol. 20, p. 410-416.

52. Altinakar, S., Graf, W.H. andHopfinger, E.J. 1990. Weakly depositing turbidity current on a small slope. // J. Hydraul. Res., vol. 28, p. 55-80.

53. Altinakar, M.S., Graf, W.H. and Hopfinger, E.J. 1996. Flow structure in turbidity currents. // J. Hydraul. Res., vol. 34, p. 713-718.

54. Babonneau, N., Savoye, B., Cremer, M., Klein, B., 2002. Morphology and architecture of the present canyon and channel system of the Zaire deep-sea fan.// Mar. Petrol. Geol. vol. 19, p. 445-467.

55. Bonnecaze, R.T., Huppert, HE. and Lister, J.E. 1996. Patterns of sedimentation from polydispersed turbidity currents.// Proc. Roy. Soc. London A, vol. 452, p. 2247-2261.

56. Bonnefile, R. and Goddet, J. 1959. E'tude des courants de densite' en canal. // In: Proceedings of the Eighth Congress of IAHR, 2C/D, 14-C-1-14-C-29.

57. Brors, B. and Eidsvik, K.J. 1992. Dynamic Reynolds stress modeling of turbidity currents. // J. Geophys. Res., vol. 97, p. 9645-9652.

58. Baker, E.T., Hickey, B.M., 1986. Contemporary sedimentation processes in and around an active west coast submarine canyon.// Mar. Geol. vol. 71, p. 15-34.

59. Biscaye, P.E., Flagg, C.N., Falkowski, P.G., 1994. The Shelf Edge Exchange Processes experiment, SEEP-II: an introduction to hypotheses, results and conclusions. // Deep-Sea Res. II41, p.231-252.

60. Bouma, A. H. 1962. Sedimentology of Some Flysch Deposits: A Graphic Approach to Facies Interpretation,// Elsevier, Amsterdam.

61. Bagnold, R. A. 1962. Auto-suspension of transported sediment; turbidity currents. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, vol. 1322, p. 315-319.

62. Bell, H. S. 1942. Density currents as agents for transporting sediment. // Journal of Geology, vol. 50, p. 512-547.

63. Clutter D. W„ Smith A. M. O., Brazier J.G. 1959. Douglas Aircraft Company Report № ES29075.

64. Carpenter, R., Peterson, M.L., Bennett, J.Т., 1982. 210Pb-derived sediment accumulation and mixing rates for the Washington continental slope. // Mar. Geol. vol. 48, p. 135-164.

65. Carson, В., Baker, E.T., Hickey, B.M., Nittrouer, СЛ., De- Master, D.J., Thorbjarnarson, K.W., Snyder, G.W., 1986. Modern sediment dispersal and accumulation in Quinault submarine canyon A summary.// Mar. Geol. vol. 71, p. 1-13.

66. Chikita, K. 1989. A field study on turbidity currents initiated from spring runoffs. // Water Resour. Res., vol. 25, p. 257-271.

67. Dade, W.B. and Huppert, H.E. 1994. Predicting the geometry of channelized deep-sea turbidites. // Geology, vol. 22, p. 645-648.

68. Drake, D.E., Gorsline, D.S., 1973. Distribution and transport of suspended particulate matter in Hueneme, Redondo, Newport and La Jolla submarines canyons.// Geol. Soc. Am. Bull. vol. 84, p. 3949-3968.

69. Durrieu de Madron, X., 1994. Hydrography and nepheloid structures in the Grand-Rhone canyon. // Cont. Shelf Res. vol. 14, p. 457-477.

70. Eidsvik, K.J. and Brers, B. 1989. Self-accelerated turbidity current prediction based upon (k-e) turbulence. // Cont. Shelf Res., vol. 9, p. 617-627.

71. Fan, J. 1986. Turbid density currents in reservoirs. // Water Int., vol. 11, p. 107-116.

72. Fukushima, Y., Parker, G. and Pantin, H.M. 1985 Prediction of ignitive turbidity currents in Scripps Submarine Canyon. // Mar. Geol., vol. 67, p. 55-81.

73. Fas el H., and Konzelmann U. 1990. Non-parallel stability of a flat-plate boundary layer using the complete Navier-Stokes equations. // J. Fluid Mech. vol. 221, p. 311-346.

74. Garcia M., Lopez F., and Nino Y. 1996 in Coherent Flow Structures in Open Channels, edited by Wiley & Sons Ltd, (Baffins Lane Chichester, West Sussex Pol9IUD, England, p.63-86.

75. Garcia M., Lopez F., and Nino Y. 1995. Experiments in open flow. // Experiments in Fluids, N. 19, p. 16-28.

76. Gardner, W.D., 1989a. Baltimore canyon as a modern conduit of sediment to the deep sea. // Deep-Sea Res. vol. 36, p. 323-358.

77. Gardner, W.D., 1989b. Periodic resuspension in Baltimore canyon focusing of internal waves. // J. Geophys. Res. vol. 94, p. 18185-18194.

78. Garcia, M.H. 1993. Hydraulic jumps in sediment-driven bottom currents. // J. Hydraul. Eng., vol. 119, p. 1094-1117.

79. Garcia, M.H. 1994. Depositional turbidity currents laden with poorly sorted sediment. // J. Hydraul. Eng., vol. 120, p. 1240-1263.

80. Garcia, M. and Parker, G. 1989. Experiments on hydraulic jumps in turbidity currents near a canyon-fan transition. // Science, vol. 245, p. 393-396.

81. Garcia, M. and Parker, G. 1993. Experiments on the entrainment of sediment into suspension by a dense bottom current. // J. Geophys. Res., vol. 98, p. 4793-4807.

82. Hoy T.Y., Lowengrub J.S., Shelley M.J. 1997. The long-time motion of vortex sheets with surface tension. // Phys.Fluids vol. 9, N. 7, p. 1933 1954.

83. Heezen, B. C. and Ewing, W. M. 1952. Turbidity currents and submarine slumps, and the 1929 Grand Banks earthquake. // American Journal of Science, vol. 250, p. 849-873.

84. Howard, L.N. 1961. Note on a paper from John W. Miles. // Journal of Fluid Mechanics, vol. 10, p. 509-512.

85. Huppert, H. E. and Simpson, J. E. 1980. Slumping of gravity currents. // Journal of Fluid Mechanics, vol. 99, p. 785-799.

86. Heesen B.C., Ericson D.B., Ewing M. 1954. Further Evidence for a Turbidity Current Following the 1929 Grand Banks earthquake // Deep-Sea Res., №1, p. 193-232.

87. Hickey, B.M., Baker, E., Kachel, N.B., 1986. Suspended particle movement in and around Quinault Submarine Canyon. I I Mar. Geol. vol. 71, p. 35-83.

88. Heezen, B.C. and Ewing, M. 1955. Orle'ansville earthquake and turbidity currents. // AAPG Bull., vol. 39, p. 2505-2514.

89. Heezen, B.C., Menzies, R.J., Schneider, E.D., Ewing, W.M., Granelli, N.C.L., 1964. Congo submarine Canyon. // AAPG Bull. vol. 48, p. 1126-1149.

90. Hinze, J.O. I960. On the hydrodynamics of turbidity currents. // Geol. Mijnbouw, vol. 39, p. 18-25.

91. Hung, G.W., Chung, K, 1998. Particulate fluxes, 210Pb and 210Po measured from sediment trap samples in a canyon off northeastern Taiwan. // Cont. Shelf Res. vol. 18, p. 1475-1491.

92. Inman, D. L., Nordstrum, C. E. and Flick, R. E. 1976. Currents in submarine canyons: an air-sea-land interaction. // Annual Review of Fluid Mechanics, vol. 8, p. 275-310.

93. Ivanova I.N., Melnikhova O.N., and Sapov D.A. 2000. Features of the field of velocity and temperature at the interface between steady flows of water and air. // J. Physics of Vibrations, vol. 8. № 1, p. 36-41.

94. Iverson, R. M. 1997. The physics of debris flows.// Reviews of Geophysics, vol. 35, p. 245-296.

95. Johansson A.V., Alfredsson P.H., and Kim J. 1991. Evolution and dynamics of shear-layer structures in near-wall turbulence. // J. Fluid. Mech., vol. 224, p. 579-599.

96. Johnson, A. M. 1965. A model for debris flow. Ph.D. thesis, Pennsylvania State University, University Park.

97. Jipa D.C. 1974. Graded bedding in recent Black Sea turbidities: A textural approach // In: Black sea Geology, Chemistry, and Biology: Publ. by AAPG, Tulsa, Oklahoma.

98. Johnson, K.S., Paull, C.K., Barry, J.B., Chavez, F.P., 2001. A decadal record of underflows from a coastal river into the deep sea. // Geology vol. 29, p. 1019-1022.

99. Kline S. J., Reynolds W. C., Schraub F. A., and Runstadler P. W. 1967. The structure of turbulent boundary layers. // J. Fluid Mech., vol. 30, N. 4, p. 741-773

100. Kumar S., Gupta R., and Banerjee S. 1998. An experimental investigation of the characteristics of free-surface turbulence in channel flow. // Phys. Fluids vol. 10, N. 2, p. 437-456.

101. Kaftori D., Hetsroni G., and Banerjee S. 1994. Tunnel-shaped vertical structures in wall turbulence. // Phys. Fluids vol. 6, p. 3035-3047.

102. Komori S., Murakami Y., and Ueda H. 1989. The relationship between surface-renewal and bursting motions in an open-channel flow. // J. Fluid Mech. vol. 203, p. 103-123.

103. Kuenen, Ph. H. and Migliorini, С. I. 1950. Turbidity currents as a cause of graded bedding. // Journal of Geology, vol. 58, p. 91-127.

104. Keulegan, G. H. 1957a. An experimental study of the motion of saline water from locks into fresh water channels. // US National Bureau of Standards Report #5168.

105. Keulegan, G. H. 1957b. Form characteristics of arrested saline wedges. // US National Bureau of Standards Report #5482.

106. Kineke, G.C. and Sternberg, R.W. 1992. Measurements of high concentration suspended sediments using the optical backscatterance sensor. // Marine Geology, vol. 108, p. 253-268.

107. Kineke, G. C., Sternberg, R. W., Trowbridge, J. H. and Geyer, W. R. 1996. Fluid-mud processes on the Amazon continental shelf. // Continental Shelf Research, vol. 16, p. 667-696.

108. Kuenen, Ph. H. 1965. In: Submarine geology and geophysics, eds. Whittard, W. F. and Bradshaw, R. Butterworths, London, p. 47-74.

109. Kneller, В. and В искее, С. 2 000. T he structure a nd fluid m echanics о f turbidity currents: a review of some recent studies and their geological implications. // Sedimentology, vol. 47, p. 62-94.

110. Kuenen Ph.H. 1952. Estimated Size of Grand Banks Turbidity Current // Am. J. Sci., vol. 250. p. 874 884.

111. Khripunoff, A., Vangriesheim, A., Babonneau, N., Crassous, P., Dennielou, В., Savoye, В., 2003. Direct observation of intense turbidity current activity in the Zaire submarine valley at 4000 m water dept. // Marine Geology, vol. 194, pp. 151-158.

112. Kneller, B.C. and Branney, M.J. 1995. Sustained high-density turbidity currents and the deposition of thick massive sands. // Sedimentology, vol. 42, p. 607-616.

113. Kneller, B.C., Bennett, S.J., and McCaffrey, W.D. 1999. Velocity structure, turbulence and fluid stresses in experimental gravity currents. // J. Geophys. Res., vol. 104, p. 5381-5391.

114. Lighthill M.J. 1963. Laminar boundary layers (ed. L. Rosenhead), p. 99. Oxford: Clarendon Press.

115. Mulder, T., and Syvitski, J. P. M. 1995. Turbidity currents generated at river mouths during exceptional discharges to the world oceans. //Journal of Geology, vol. 103, p. 285-299.

116. Mohrig, D., Whipple, K. X, Hondzo, M., Ellis, C. and Parker, G. 1998. Hydroplaning of subaqueous debris flows. // GSA Bulletin, vol. 110, p. 387-394.

117. Mulder, T., and Syvitski, J. P. M. 1995. Turbidity currents generated at river mouths during exceptional discharges to the world oceans. //Journal of Geology, vol. 103, p. 285-299.

118. Monaco, A., Biscaye, P.E., Soyer, J., Pocklington, R., Heussner, S., 1990. Particle fluxes and ecosystem response on a continental margin: the 1985-1988 Mediterranean ECOMARGE experiment. // Cont. Shelf Res. vol. 10, p. 809839.

119. Nakagawa H., and Nezu I. 1981. Structure of space-time correlations of bursting phenomena in an open-channel flow. // J. Fluid Mech. vol. 104, p. 1-43.

120. Nittrouer, C.A., Kravitz, J.H., 1996. STRATAFORM: A program to study the creation and interpretation of sedimentary strata on continental margins. // Oceanography N. 9, p. 146-152.

121. Nittrouer, C.A., 1999. STRATAFORM: Overview of its design and synthesis of its results. // Mar. Geol., vol. 154, p. 3-12.

122. Parker, G. 1982. C onditions for t he ignition o f c atastrophically e rosive turbidity currents. // Marine Geology, vol. 46, p. 307-327.

123. Parker, G., Fukushima, Y. and Pantin, H. M. 1986. Self-accelerating turbidity currents.// Journal of Fluid Mechanics, vol. 171, p. 145-181.

124. Parker, G., Garcia, M., Fukushima, Y. and Yu, W. 1987. Experiments on turbidity currents over an erodible bed. // Journal of Hydraulic Research, vol. 25, p. 123-147.

125. Pantin, H.M. 2001. experimental evidence for autosuspension. // IAS Special Publication #31, p. 189-205.

126. Parsons J. D., Friedrichs C. T., Traykovski P., Mohrig D., Imran J.,. Syvitski J. P. M, Parker G., Puig P. and Garcia M. H. 2002. The Mechanics of Marine Sediment Gravity Flows. Florida: Univ. Press, p. 192.

127. Parker, G., Fukushima, Y. and Pantin, H.M. 1986. Selfaccelerating turbidity currents. // J. Fluid Mech., vol. 171, p. 145-181.

128. Parker, G., Garcia, M., Fukushima, Y. and W. 1987. Experiments on turbidity currents over an erodible bed. // J. Hydraul. Res., vol. 25, p. 123-147.

129. Peakall, J., McCaffrey, W. and Kneller, B. 2000. A process model for the evolution, morphology, and architecture of sinuous submarine channels. // J. Sed. Res., vol. 70, p. 434-448.

130. Peakall, J., Felix, M., McCaffrey, B. and Kneller, B. 2001. Particulate gravity currents: perspectives. // In: Particulate Gravity Currents (Ed. W.D. McCaffrey, B.C. Kneller and J. Peakall), IAS Spec. Publ., N. 31, p. 1-8.

131. Piper, D.J.W. and Savoye, B. 1993. Processes of late Quaternary turbidity current flow and deposition on the Var deepsea fan, north-west Mediterranean Sea. // Sedimentology, vol. 40, p. 557-582.

132. Prior, D.B., Bornhold, B.D., Wiseman, W.J., Jr., Lowe, D.R., 1987. Turbidity current activity in a British Columbia Fjord. // Science vol. 2 37, p. 1330-1333.

133. Puig, P., Palanques, A., 1998a. Temporal variability and composition of settling particle fluxes on the Barcelona continental margin (Northwestern Mediterranean). // J. Mar. Res. vol. 56, p. 639-654.

134. Puig, P., Palanques, A., 1998b. Nepheloid structure and hydrographic control on the Barcelona continental margin, northwestern Mediterranean. // Mar. Geol., vol. 149, p. 39-54.

135. Puig, P., Palanques, A., Guillen, J., Garcia-Ladona, E., 2000a. Deep slope currents and suspended particle fluxes in and around the Foix submarine canyon (NW Mediterranean). // Deep-Sea Res. 147, p. 343-366.

136. Puig, P., Ogston, A.S., Mullenbach, B.L., Nittrouer, C.A., Sternberg, R.W., 2000b. Sediment transport processes at the head of the Eel submarine canyon. // EOS Trans. AGU 81, AGU Fall Meeting 2000, OS61A-14, p. 632.

137. Puig, P., Ogston, A.S., Mullenbach, B.L., Nittrouer, C.A., Sternberg, R.W. 2003. Shelf-to-canyon sediment-transport processes on the Eel continental margin (northern California). // Marine Geology, vol. 193, p. 129-149.

138. Rashidi M., Hetsroni G. , and Banerjee S. 1990. Particle turbulence interaction in a boundary layer. I I Int. J. Multiphase flow, Flight 16, N.6, p. 935949.

139. Robinson S. K, Kline S. J., and Spalart P. R. 1989. Quasi-coherent structures in the turbulent boundary layer. // Nasa Technical Memorandum 102191, N90-13723.

140. Rashidi M., and Banerjee S. 1988. Turbulence structure in free-surface channel flows. // Phys. Fluids vol. 31, p. 2491-2503.

141. Summer M. B., and Deigaard R. 1981. Particle motions near the bottom in turbulent flow in an open channel. Part 2. // J. Fluid Mech. vol. 109, p. 311-357.

142. Sechet P., and Le Guennec B. 1999. Coherent structure in open flow. // J. Hydraul. Research, V. 37, N. 5, p. 683-696 (1999).

143. Shepard, F. P., and Marshall, N. F., 1978. Currents in submarine canyons and other sea valleys. // In: D. J. Stanley and G. Kelling (eds. ), Sedimentation and Submarine Canyons, Fans and Trenches. Dowden, Hutchinson & Ross, Stroudsburg, Pa., p. 1-14.

144. Shepard F.P., Marshall N.F. 1973. Storm-generated currents in La Jolla submarine canyon California // Marine Geol. vol. 15, N. 1.

145. Samolyubov, B.I. 1990. Effects of entrainment and self-regulation in a turbidity current. // Water Resour., vol. 17, p. 40—48.

146. Stacey, M.W. and Bowen, A.J. 1988. The vertical structure of density and turbidity currents: theory and observations. // J. Geophys. Res., vol. 93, p. 35283542.

147. Shanmugam, G., Moiola, R.J., Damuth, J.E., 1985. Eustatic control of submarine fan development. // In: Bouma, A.H., Normak, W.R., Barnes, N.E. (Eds.), Submarine Fans and Related Turbidite Systems. Springer, New York, p. 23- 28.

148. Schmidt, S., de Stigter, H.C., van Weering, T.C.E., 2001. Enhanced short-term sediment deposition within the Nazare Canyon, North-East Atlantic. // Mar. Geol., vol. 173, p. 55-67.

149. Thorpe, S. A. 1971. Experiments on the instability of stratified shear flows: miscible fluids. // Journal of Fluid Mechanics, vol. 46, p. 299-319.

150. Thorpe, S. A. 1973. Experiments on instability and turbulence in a stratified shear flow. // Journal of Fluid Mechanics, vol. 61, p. 731-751.

151. Tesaker, E. 1969. Uniform turbidity current experiments. // In: Proceedings of the 13th Congress of IAHR, 2B, p. 1-8.

152. Tesaker, E. 1975. Modelling of suspension currents. // In: Symposium on Modeling Techniques, II, p. 1385-1401.

153. Thorbjarnarson, K.W., Nittrouer, C.A., DeMaster, D.J., 1986. Accumulation of modern sediment in Quinault submarine canyon. // Mar. Geol. vol. 71, p. 107-124.

154. Umeda, M., Yokoyama, K. and Ishikawa, T. 2000. Anumerical simulation of turbidity current and sedimentation in the Shichikashuku reservoir. // J. Hydrosci. Hydr. Eng., vol. 18, p. 153-163.

155. Wells, J.T. 1983. Dynamics of coastal fluid muds in low-, moderate-, high-tide-range environments. // Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Science, vol. 40, p. 130-142.

156. Walsh, J.J., Biscaye, P.E., Csanady, G.T., 1988. The 1983- 1984 Shelf Edge Exchange Processes (SEEP)-I experiment: hypotheses and highlights. // Cont. Shelf Res., vol. 8, p. 435-456.

157. Xu, J.P., Noble, M., Eittreim, S.L., Rosenfeld, L.K., Schwing, F.B., Pilskaln, C.H., 2002. Distribution and transport of suspended particulate matter in Monterey Canyon, California. // Mar. Geol., vol. 181, p. 215-234.

158. Yung P. K., Merry H., and Bott T.R., 1989. Chemical Engineering Science, Flight 44, N. 4, p. 873-882.

159. Zhmur V. V, Sapov D.A, Nechaev I.D, and Ryzhakov M. V. 2002. Dynamics of turbidity turbulent currents in continental slope of ocean // J. Physics of Vibrations, vol. 10, N 3, p.171-176.