长距离泥石流中孤立波模态的容许性

泥石流通常表现出连贯的波结构——在较陡的坡面上出现类似冲击的滚动波，在较缓的坡面上出现较弱、更接近正弦的色散脉冲。富含粗颗粒的头部会增加基底阻力，而富含细颗粒的尾部则会降低阻力；在平缓河段，小振幅脉冲可以在低阻力段局部传输动量。我们关注这种平缓坡度、长波、低振幅的状态，其中基流弗劳德数约为 1。在此极限下，我们从深度平均的平衡方程中，结合摩擦（库仑）和粘塑性基底选项，在长波小波数状态下使用曲率型内部法向应力闭合，得到了 Korteweg-de Vries (KdV) 约化。多尺度分析产生了有效的非线性和色散系数。我们还引入了一个实用的非线性诊断指标，可以根据观测到的波峰速度和流动厚度计算得出。当实验室坐标系中的波峰速度可用时，我们根据 KdV 速度-振幅关系估计有效二次系数，并报告其与浅水参考值的比值。当仅有深度平均的首波速度和厚度可用时，我们使用相同的构造来形成一个基于速度的代理指标，并指出其在零附近的偏差。一个弗劳德数-坡度图将已发表的案例组织成陡坡滚动波区域和平缓坡度走廊，在后者中 KdV 脉冲是容许的。完整深度平均模型的数值解产生的椭圆余弦波和孤立波与该走廊内约化的 KdV 预测一致。我们将色散脉冲视为滚动波动力学在特定状态下的补充，为平缓河段的流动性提供了一种依赖于条件的贡献，而不是长距离运动的普遍解释。