[科普中國]-艾克納方程

艾克納方程是質(zhì)量守恒的定理，是有關(guān)河流中沉積物的質(zhì)量守恒。

簡介艾克納方程是質(zhì)量守恒的定理，是有關(guān)河流中沉積物的質(zhì)量守恒1。最早是由奧地利氣象學(xué)家及沉積物學(xué)家費(fèi)利克斯·馬力亞·埃克斯納開始研究，2艾克納方程因此而得名。

方程式艾克納方程描述河流在河流作用下，沉積物搬運(yùn)過程的質(zhì)量守恒定理．河底的高度會(huì)隨累積的沉積物而漸漸增加（河流淤積），會(huì)因沉積物隨著河流清出而漸漸下降（陵夷作用）。

基礎(chǔ)方程式此方程提到河床高度 隨著時(shí)間t的變化，等于沉積物通量散度的負(fù)值，除以顆粒填集密度（grain packing density） 的結(jié)果：

其中 可以表示為，其中 為河床的孔隙率。

自然界的范圍約在0.45 至0.75之間，若是球形顆粒依隨機(jī)密堆積的方式堆積，其數(shù)值約為 0.64，密堆積的上限為0.74048（參照最密堆積），但在自然界不太可能以最密堆積的方式堆積，因此多半是用隨機(jī)密堆積的方式進(jìn)行，這也是較合理的上限。

一維的艾克納方程常會(huì)因?yàn)橛?jì)算的方便或/及缺乏相關(guān)資料而出現(xiàn)。一般以是往下游的方向x為準(zhǔn)，因?yàn)橐话汴P(guān)注的也是隨著河流往下，河流的侵蝕作用及堆積作用。

包括高度因外力變化的方程式此情形下的艾克納方程會(huì)在質(zhì)量守恒式子中包括地層下陷的項(xiàng)，這允許在河床高度因外在因素影響時(shí)，計(jì)算河床的絕對(duì)高度對(duì)時(shí)間的變化，外在因素可能是地質(zhì)構(gòu)造或是地殼均衡造成的高度變化，若河床高度隨時(shí)間增加， 為正值，若河床高度隨時(shí)間減少增加，為負(fù)值。

重要性艾克納方程的重要性在于水深與斜度會(huì)影響其剪應(yīng)力，從而引起地區(qū)侵蝕及堆積作用。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張尉 - 副教授 - 西南大學(xué)