#为什么在平原的河流却会不停拐弯#
为什么地势平坦,河流却弯弯曲曲?
爱因斯坦1926年在普鲁士科学院宣读了一篇文章,
题目译作:“河道蜿蜒的成因和拜尔定律”。
此文发表于德文期刊《自然科学》(Die Naturwissenschaften , Vol. 14, 1926)
没找到德文原文,英文标题如图:
Einstein,1926
水流往往会弯弯曲曲地前进, 而不是沿着坡度最大的线下降,这是常见的自然现象。
河流并非一开始就这么弯,而是逐渐变弯·····弯的。
Fundamentals of Geomorphology-Routledge (2017)
河流们经历了什么?
高中地理告诉我们:北半球的河道右侧往往侵蚀得比较厉害, 而南半球的河道则相反。
这是地球自转偏向力的原因,即科里奥利力效应,也就是拜尔定律。
因此,有人会把河流弯曲的成因,仅仅归结为地球自转偏向力所致,这是种误解。
目前的共识是:
在一定条件下(河道局部弯曲、地球自转偏向力等),河道两侧和顶底的水流速度差异(摩擦力所致),导致水流在河道横截面,产生横向环流,造成两岸侵蚀程度不同,通常表现为一侧堆积,一侧侵蚀,以致河道越来越弯曲。
需要说明的是,由于水流沿着河道径向流动,这个横向环流在空间上表现为螺旋环流。
Hamblin, 2003,Earth Dynamic Systems (10th Edition)
这只是一种描述性地解释,
那么这其中涉及的因果关系到底是什么呢?
横向环流是如何产生的呢?
爱因斯坦通过力学分析,做了解答。
爱因斯坦举了一下小例子来讨论这种圆周运动——横向环流。
这个例子被称为茶叶悖论。
一个装满茶水的平底杯,杯底散聚有茶叶。
如果用勺子搅拌茶水, 会出现这样的现象:
起初,杯中的茶水几乎会像整体性地旋转,并带动底部的茶叶一起运动;
然而,随着搅拌的继续,茶叶很快会聚集在杯底中心。
茶叶聚集在杯子底部的中心,即使周围的茶水中仍有漩涡翻滚,它们也几乎维持静止。
茶叶悖论与二次流
这种现象的原因如下:
液体的旋转产生离心力,液体在杯壁附近还受到摩擦力,
因此杯壁附近水流的旋转角速度,会比中心附近的水流更小。
特别是, 底部附近的旋转角速度和离心力会比高处更小。
结果就是, 液体会做下图所示的圆周运动。
Einstein,1926
它会继续增加, 直到在杯壁摩擦的影响下趋于停止。
茶叶被圆周运动扫到杯子中心, 可以证明这种圆周运动的存在。
这个过程在流体力学中被称为:“二次流”:
二次流是一种复杂的运动,是对初始的搅动的响应,二次流会沿着圆柱形的杯壁向下流动,在杯子的中央部分向上流动。
可见,在离心力和摩擦力的共同作用下,会产生这种圆周运动。
同理,弯曲的河流也会发生类似的事情。
要产生这个离心力,河道需要一个起始的弯曲,
这可以由很多因素造成,例如:岩性差异、构造差异、地形因素、生物原因等等。
在弯曲河道的任一横截面处, 都有一个离心力,
朝着曲线外侧的方向(从A到B) 起作用(如下图)。
Einstein,1926
这个力,在河道底部附近要小于高处,
因为底部附近的水流速度因摩擦而减小。
这便产生了上图(右图)所示的那种圆周运动。
其实,不一定非要是离心力,只要是一个垂直于水流方向的力就行。
因此,由于地球的旋转, 即使河道没有弯曲,这种圆周运动也仍然会发生, 只不过规模较小。
地球的旋转会产生一个与水流方向垂直的力——科里奥利力,
其向右的水平分量,是每单位流体质量:2vΩsinΦ,
其中v 是水流的速度,Ω是地球旋转的速度,Φ是地理纬度。
由于河底摩擦导致这个力朝底部减小, 所以这个力也产生了这种圆周运动。
如上,我们解释了横向环流的成因。
但这仅仅是解释了河道中水流的规律,还没有真正涉及到河道弯曲的原因,
显然,河道弯曲是差异侵蚀作用的结果。
这我们需要注意水流横截面的速度分布, 它对于侵蚀起着决定性的作用。
因为在相同条件下,水流速度越快,侵蚀作用越强;
无论这种侵蚀依赖于力学因素还是物理–化学因素(如岩石、沉积物的溶解),情况都是如此。
因此, 我们必须着眼于影响河岸处流速梯度的因素。
为此,我们必须先知道河流中的(湍流)速度分布是如何产生和得到维持的。
首先,如果河道中此前静止的水,突然被一个均匀分布的加速力启动,
那么横截面上的速度分布起初将是均匀的。
但在河岸摩擦的影响下,
将会逐渐形成一个从河岸朝着横截面中心逐渐增加的速度分布。
原本在横截面上(大体上) 定态分布的速度,会在河流摩擦的影响下被逐渐搅乱。
W. W. Norton ; Robert Rauber,Earth Science[M], 2017.
流体动力学以如下方式描述了这个静态速度分布的建立过程:
在平面流的情况下,所有涡线都集中在河岸上。
它们分离开来,朝着水流的横截面中心慢慢移动,分布于一个厚度不断增加的层上。
河岸处的速度梯度因而逐渐减小。
在液体内摩擦的作用下,水流横截面内部的涡丝被逐渐消耗,并且被河堤处形成的新的涡丝所取代, 这样便产生了一种准静态的速度分布。
W. W. Norton & Robert Rauber,Earth Science[M], 2017.
重要的是,获得静态速度分布是一个缓慢的过程。
这就是为什么许多并不太明显的、却一直在起作用的因素,能对横截面上的速度分布产生很大影响。
现在我们考虑一下,因河道弯曲或科里奥利力所引起的圆周运动,会对河流横截面上的速度分布产生什么样的影响。
Fundamentals of Geomorphology-Routledge (2017)
运动最快的水流距离河岸最远,也就是说在河道底部中心的上方。
以上图A为例,(为看图方便,下文的左右指的是图面的左右,而非以河流东方向判断的左右)
圆周运动将会驱动河水速度最快的部分,朝右岸移动,
而左岸则会接收来自底部附近的速度特别低的水。
因此上图A中的情况下,对右侧的侵蚀必然比对左侧更强。
应当注意,这种解释本质上基于这样一个事实:
即河水缓慢的圆周运动会对速度分布产生相当大的影响,
因为通过内摩擦(抵消了这种圆周运动的后果)所做的速度调整也是一个缓慢的过程。
如上,我们已经揭示了河道蜿蜒的成因。
由这些事实不难推出一些细节。
侵蚀不仅在右岸较强,而且在底部右半边也比较强,因此往往会形成下图所示的轮廓。
Fundamentals of Geomorphology-Routledge (2017)
此外, 由于表面的河水将来自左岸,因此尤其在左侧,河水移动得不会像更深的河水那样快。
事实上, 这个现象已经被观察到了。
还应注意,圆周运动具有惯性。
因此,它只有在弯曲最大的地方以外才能达到最大,当然,这也适用于侵蚀的不对称。
Fundamentals of Geomorphology-Routledge (2017)
因此在侵蚀过程中,河道弯曲形成的波浪线必定沿着水流的方向前进。
最后,河流的横截面越大,圆周运动被摩擦消耗得就越慢。
因此,河道弯曲形成的波浪线会随着河流横截面的增加而增加。
总之,
在河道局部弯曲或地球自转偏向力的作用下,会产生一个垂直与河道的力,
加上河岸和河床的摩擦力,会形成横向环流(螺旋环流),
河流不同位置流速不同,导致两岸侵蚀程度不同,
通常表现为一侧堆积,一侧侵蚀,
随着时间的推移,侵蚀差异越来越大,河道便越来越弯曲。
Fundamentals of Geomorphology-Routledge (2017)
值得一提的是,
蜿蜒的河曲通常发育在平坦的下游地区
这已经是河流的暮年阶段,
扭曲的形态,像镌刻入大地的皱纹。
它们似乎不想这么快告别陆地,
而是尽可能地多绕点弯路,
多留恋一会,
这最后的、自由流动的时光。
因为,百川入海后,
谁还会记得每条河流本来的样子。
(PS: 为避免造成误解,特此说明:曲流河并非只发育在下游的平原,在中-上游,很多地形平坦的高原,同样可以发育河曲,例如若尔盖大草原等。)
Essentials of Geology[M], 13th Edition-Pearson , 2016.
世界主要自由流动河流全家福(Grill,2019,Nature)。

从山东16城“财力”说起,这三座城为啥数据亮眼?#2022年山东两会#

近日,2021年,山东省一般公共预算收入7284亿元,迈上7000亿元新台阶,与此同时,山东16城一般公共预算也全部出炉。

齐鲁晚报·齐鲁壹点记者细数各个城市的数据发现,有几座城市表现十分亮眼:例如潍坊继续展现出“黑马”的架势,去年的一般公共预算超越烟台排名第三;菏泽同比增长19.3%,连续两年全省增速第一;而作为“北方电商之都”的临沂,活跃的民营经济推动当地经济突飞猛进,代表着收入质量的税收占比这一项,这座城市连续四年居全省第1位……

这种数据的变化背后,究竟折射出什么规律呢?同时,在产业发展方面,这些城市做了哪些调整和努力后,从而换来不一样的数字和成绩呢?

潍坊:“黑马”城市,底气来自“潍坊制造”

一般公共预算收入排名第三,增速排名第四……潍坊成为了2021年度整个山东最大的“黑马”城市。其实,背后与其产业的厚积薄发,有着千丝万缕的关系。

潍坊是一座有着深厚手工业渊源的城市。一脉相承,目前这座城市里,已有动力装备、高端化工、食品加工三大产业都已经迈入了千亿级阵营,商用车及零部件、现代食品加工等8个产业集群列入全省“十强”产业雁阵形产业集群,年销售收入过百亿的企业有9家。潍柴动力、豪迈集团、潍柴雷沃重工、天瑞重工等国家制造业单项冠军,都是代表潍坊的城市名片。

潍柴动力的重型载货车用发动机全球占有率23%,歌尔股份的中高端虚拟现实头戴显示器全球占有率72%,豪迈科技的轮胎模全球占有率35%……其中,以动力装备制造产业为基础的“潍坊制造”,是潍坊的最大家底。

2021年,一篇名为《一座盛产“隐形冠军”的“隐形城市”》的网文被广泛转发,正如文章中所讲的那样,“在业内如雷贯耳,牢牢占据着最高的市场份额”,类似的企业,在潍坊比比皆是,这也展现出了潍坊的科创能力。根据资料显示,潍坊拥有省级单项冠军企业62家,位列16个地市的第一名,国家级单项冠军企业13家、专精特新“小巨人”企业27家。

上市企业的数量和质量,直接反映了一座城市的经济实力和活跃程度。2021年,潍坊有5家企业上市,创出历史新高。潍坊的上市企业,不管是数量还是质量,都走在全省前列。“十四五”期间,潍坊实施企业上市“倍增计划”,明确提出到2025年全市上市企业突破70家、力争达到100家的目标。

同样,以农业产业化闻名全国的潍坊,正在从农业产业化向农业现代化迈进,2021年,潍坊农业生产总值首次突破千亿大关,继续稳坐“农业发展水平全省第一”的交椅,“三个模式”持续变革产生的活力,缔造出了农业现代化的“潍坊样板”。

24小时免费停车的“小蓝框”、为过路行人遮风挡雨的“大白棚”,为打零工者提供便利的“零工客栈”…… 当然这座城市也是有温度的,可用财力多了,家底更厚实了,就得多为百姓做实事。2021年,“为民办实事”贯穿了潍坊全年,潍坊的各种民生新政也时常上头条、上热搜。民生福祉有保障,干事创业有动力,城市的进阶升级自然顺理成章。

临沂:电商之都,商贸、工业比翼齐飞

在临沂2021年经济成绩单中,可圈可点的地方有很多:GDP首次突破5000亿;81.68%,连续两年税收占比全省第一。这,无疑是最亮眼的两个数字。前者代表着发展规模,后者则代表着发展质量。

临沂是沂蒙精神的诞生地、红色老区,位于山东的东南部,是长三角经济圈与环渤海经济圈的结合点,是全国重要的物流周转中心和商贸批发中心,曾有“南义乌,北临沂”的封号。在电商时代袭来之时,临沂凭借自身优秀的商业基因快速转型,一时间若干电商基地拔地而起、就地转型,并成为了快手等互联网平台的重要产业带,如今,临沂有了新的标签——“快手电商之都”。

临沂现有人口约1200万,根据去年5月官方透露的数据,快手APP临沂用户数已达853万人,临沂已经成为中国北方最大的短视频直播电商基地集散城市。而据统计,在快手的注册商家中,临沂商家数量高居全国前列。

临沂电商发展已经有了“临沂模式”。目前临沂已经建成各类电商园区三四十处,发电商从业者达12万人。围绕“商、仓、流”三个重点环节,通过建立直播基地,充分发挥本地产业资源优势、物流优势与商户优势,实现政府、平台、基地、主播四方的有效联动。陶子家、超级丹、徐小米、大蒙子……这些耳熟能详的快手主播,都在临沂扎根,粉丝超百万的主播有数百位。可以说,临沂的底气,源于商贸物流持续升级。

同样,走到长三角地区,苍山菜的名气非常大,而这里的苍山菜,就是来自临沂兰陵。临沂紧抓“北方的南方、南方的北方”这一区位优势,适时提出融入长三角、实施乡村振兴“三步走”战略,打造长三角地区农产品供应基地、休闲旅游“后花园”、产业转移“大后方”,让菜篮子不断升级、“产自临沂”叫响长三角,长三角“后花园”百花齐放,同时,也为临沂在长三角地区招商引资不断擦亮名片。

“工业是临沂之短,科技是短中之短。”临沂敢于打破木桶效应,努力挖掘最大的工业发展潜力。同时,临沂也再努力招引着链主企业和具有能级的头部企业。去年,临沂引来了两个在全国能叫得响的品牌,一个是格力电器,一个长城汽车。去年5月10日,格力电器在临沂布局下全球的第十六个基地,在山东省布局的唯一工业制造项目。该基地总投资约30亿元,项目全面投产后,年销售收入可达60-100亿元。当地媒体对这一项目评价称,“投资规模大、科技含量高、带动能力强,将为临沂高质量发展注入强劲动能。”同样,去年11月28日下午,长城汽车临沂整车及零部件生产基地项目签约。该项目建成投产后,预计年可实现产值200亿元,同时带动汽车产业配套企业十余家入驻,对于加快壮大汽车产业集群、推动高质量发展意义重大。记者采访中了解到,除了营商环境的影响外,区位优势和物流成本优势,也是临沂招商引资的杀手锏。

GDP首次突破5000亿元大关、达到5465.5亿元,一般公共预算收入首次突破400亿元、达到409.5亿元,进出口总额首次突破1500亿元、达到1766.8亿元,人民币贷款余额首次突破8000亿元、达到8156.4亿元……临沂的财政收入质量,确实来自于一二三产业高质量发展的底气。

菏泽:生物医药+高端化工+新兴产业,三箭齐发

连续两年全省增幅第一,菏泽财政收入四年前进5个位次,数字背后是这是菏泽速度——

菏泽2021年一般公共预算收入为283.9亿元,同比增长19.3%,在2020年增幅全省第一的基础上,2021年增幅再次位居全省第一。菏泽税收收入完成218.6亿元,增长22.1%,增幅居全省第一。税收比重为77%,高于全省平均水平1.8个百分点,居全省第五。菏泽列入省级重点项目数量也是连续5年居全省首位,累计列入省级重点项目数量达到了360个。菏泽2021年财力反超威海、东营升至全省第九,自2018年省委省政府实施“突破菏泽、鲁西崛起”战略以来,菏泽市财政收入比2017年前进5个位次。

据菏泽市财政局分析,菏泽针对可用财力少、主要产业弱的现状,狠抓财源建设,大力发展“既好看又好吃”的高端产业,加快夯实了财源基础。仅生物医药产业,投资额在2020年增长135%的基础上,2021年1至11月份又增长83%。

2021年的菏泽,办成了多年想办没办成的“十件大事”。比如,菏泽鲁西新区获批建设,这是菏泽有史以来,除了扶贫帮扶、对口支援之外,第一次在争取先行先试政策方面走在全省第一方阵,菏泽再次迎来千载难逢的发展机遇。第二个是牡丹机场通航。去年4月2日牡丹机场通航后,开通了10条航线,通达了16个城市,开通9个月运载旅客量突破33万人次,日吞吐量已达到100万人次/年的设计能力。第三个是鲁南高铁通车。去年12月26日,鲁南高铁曲阜至菏泽段开通运营,现在菏泽进京时间缩短到2小时59分、到济时间缩短到1小时23分,菏泽国家级综合交通枢纽“呼之欲出”。第四个是滩区迁建如期完成。在省委、省政府大力支持下,菏泽克服了引黄抽沙难、资金筹措难等“十大难题”,建成了28个村台、6个外迁社区,14.6万滩区群众彻底告别“水窝子”。另外,2021年菏泽现代医药港进入收获期;高风险“担保圈”全部化解;重点项目质量和建设速度大幅提升;国资国企指标增长较快;牡丹节会蹚出新路子;经济总量在全省稳步提升。

菏泽人今年可以选择“飞”回家过年,感受菏泽经济的腾飞,2021年,菏泽市坚持把项目建设作为推动经济高质量发展的重要抓手,长远谋划、持续推进,全市重大项目库共储备项目722个、总投资5222.8亿元。

项目有量,推进有素。2021年,100个市重点建设类项目工率达100%,累计完成投资246亿元,圆满完成全年投资计划;举办四次重点项目集中开工活动,项目个数达320个、总投资2037亿元。 牡丹之都菏泽的“花”样年华,在更多探索中续绽“花样”年华。

你见过金牛座的眼泪吗?

#好运##金牛座##运势超牛# 00

金牛 一直给外界很低调勤勉的形象,他们始终默默耕耘着自己的世界,相信汗水和努力必定会带来收获,流泪的次数一定不如流汗的时候多。这样一个务实的星座,对于自己前进的每一步都会稳扎稳打的做好准备,极为相信自己的判断,除非有严酷的现实打击到他,不然见到他流泪的机会堪比看流星雨。一步一个脚印的人生,却总是被意外打击,料想中的收获总是落空,是金牛座无法接受的事实。很多时候都被人称为冥顽不灵的金牛座,会默默的为着自己的委屈辛苦流下眼泪。
金牛座不是爱哭的人,越长大的金牛座眼泪越少。因为在金牛座的字典里,值得让他们落泪的人很少。那些不值得的人,金牛座就算再想哭,也会把泪水憋回去,咽回肚子里,这就是金牛座的“哏劲”。可这话反过来一说,一旦金牛座落泪了,说明他们真的痛到了极致,再也忍不住了。金牛座的眼泪,流出的可不只是眼泪,流出的全是期待满满的幸福。这句话什么意思?对于受情伤流泪的金牛座而言,这一次流泪,他们期待很久的幸福这一刻全破灭了。希望不是变成绝望,而是金牛座的世界随着眼泪流空了。这样的伤,会是最深的伤吗?不,它不是。

金牛座最深的伤,或许源自于他们的心在滴血、心在一点点绽裂,很可能下一刻“嘭”的破碎、裂开,让金牛座从此再也找不回“心”了。为什么会这样?金牛座一直给人感觉很坚强的,不至于这么脆弱吧?事实上,很多金牛座确实很坚强,但那是对于他们可以“放弃”的东西,比如工作、事业,又或是他们厌倦的生活、感情。但对于那些金牛座用生命去在意的人、在意的事情,金牛座从来无力去抗衡。一旦失去,对于金牛座而言无异于头顶的天在瞬间塌下来了。
金牛座内心的世界中,他们是有角的。“角”代表着金牛座那颗“好胜的心”,也代表着金牛座倔强的个性,更是金牛座骨子里埋藏的坚持与骄傲。可这一次情伤,金牛座其中一侧的角,咔嚓一声,断裂了。代表着金牛座在这一刻失去了“所有”,什么都似乎变得没有意义了。无论是金牛座的倔强、坚持,还是他们的骄傲,这一切似乎都失掉了意义。


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