Формирование речных дельт подчинили закону Хака
Однако на этот процесс могут влиять дополнительные факторы
Применив графовый анализ к данным о системах водотоков в речных дельтах, ученые показали, что формирование дельтовых систем в целом подчиняется той же математической зависимости, которая связывает длину водотока с площадью водосбора, ― закону Хака. Как отмечают авторы исследования, отчет о котором опубликован в Science, проявление этой закономерности не всегда очевидно, так как картину роста дельты может осложнять целый ряд дополнительных факторов, таких как особенности ландшафта или приливное воздействие.
Дельты в устьях рек образуются благодаря отложению выносимых речными потоками осадков и состоят из дельтовых равнин и гидрографической сети ― сложно устроенной и изменчивой совокупности водотоков, или распределительных каналов. Но подробным исследованиям процессов переноса осадочного материала, формирующего дельты, мешает низкий рельеф местности: он затрудняет определение границ между областями питания ― участками дельтовой суши, где отлагаются осадки ниже точки разветвления гидрографической сети. При этом для сетей речных притоков, в целом геометрически аналогичных дельтовым системам, надежно установлено эмпирическое скейлинговое соотношение, связывающее длину самого протяженного водотока в бассейне с площадью водосборного бассейна и известное как закон Хака.
Закон Хака представляет собой степенную зависимость вида L = αAh, где L ― длина водотока, A ― площадь бассейна, а величины α и h ― эмпирические коэффициент и так называемый показатель Хака, отличающиеся для разных регионов. Показатель Хака может варьироваться в пределах от 0,5 до 0,7 в зависимости от размера бассейна, его формы, геологического строения и климата в регионе.
Для проверки гипотезы о том, что речные дельты подчиняются аналогичной закономерности, специалист по геоморфологии Тянь Дун (Tian Y. Dong) из Техасского университета долины Рио-Гранде и его коллеги из Испании и США изучили 30 дельтовых систем, различающихся площадью, морфологией, гидродинамикой и климатом. Каждую из них исследователи представили в виде ориентированного ациклического графа. Для всех узлов разветвления определили сети питания, включающие нижележащие узлы и ребра (каналы дельтовой системы), исключив из анализа узлы слияния и сети только с одним выходом. Прогнозируемый полученными моделями расход воды проверили по данным полевых измерений, что дополнительно подтвердило точность связности распределительных сетей дельт.