水下沙波是河床中泥沙顆粒在流水作用下移動而形成的波狀微地貌，波高大於 50 厘米的沙波稱為大型沙波。在淺水區，水流速度會受到沙波坡體的影響而發生變化，在大型沙波處緩坡水流速度反而明顯低於陡坡。
基本介紹
- 中文名：水下沙波
- 別名：沙波
地貌簡介,形成原理,發展階段,
地貌簡介
沙波，又稱“波痕”。是指廣布於河灘、海灘、湖灘及風成沙地表面的波狀微地貌。
沙波，亦稱“床面形態”。是指河床表面在水流作用下形成的形態較規則且不斷運動和變化的泥沙堆積體。按照發展的狀態，可分為沙紋、沙壟、沙浪、急灘和深潭等。
淺水區大型沙波的沙堆對水流的阻擋作用明顯，所以迎水坡水流速度緩，以堆積為主，形成緩坡；而背水坡波高差明顯，受重力影響勢能作用強，水流速度較快，侵蝕明顯，形成陡坡，侵蝕的泥沙至下一個迎水坡堆積。而小型沙波則與大型沙波相反，由於沙堆高差小，迎水坡對流水的阻擋作用不明顯，這樣流水在迎水坡處以侵蝕為主，背水坡相比迎水坡水流速度相對有一定的削弱，因高差小重力作用導致的勢能作用不明顯，所以背水坡以堆積為主，小型沙波將迎水坡的沙侵蝕搬運至背水坡堆積，迎水坡逐漸減小，背水坡因堆積長大，沙波形成了一個整體前移的動式，這樣小型沙波的移動方向與水流流向相同。
形成原理
對於沙波的成因，至今仍無公認的理論解釋。
學術界有兩種說法：
一種是：認為沙波的形成是河床組成的不均勻性與水流的不穩定性（脈動）的綜合結果。
由於河床組成的不均勻性以及河底流速的脈動，在瞬時流速大的地方，細顆粒泥沙被掀起，在瞬時流速小的地方，這些被掀起的泥沙又沉積下來，從而形成沙波的雛形。這種雛形的沙波形態，進一步加劇水流的脈動，從而形成沙波。
另一種是：認為“沙波”與“交界面失去穩定形成波動”有關。
水流底部推移質泥沙，所在流程和上層水流含沙量不同，可以看成兩層密度不同流體做相對運動，當相對運動達到一定程度，交界面就會失去穩定而產生波動，從而形成沙波。這與水面風成水波、沙漠中風成沙丘等現象類似。
（1）沙波是一種流水地貌。它的形成與形態與水流的脈動息息相關。流水脈動的不穩定性，帶動泥沙運動的不穩定，從而造成了形態各異的沙波地貌。
（2）沙波有順行沙波、逆行沙波之分。
（3）沙波順著水流的方向運動，則為順行沙波。此時迎水坡面為流水快，以流水侵蝕（搬運）作用為主；背水坡流面流速慢，以流水堆積作用為主。
（4）沙波逆著水流的方向運動，則為逆行沙波。此時迎水坡面（坡緩造成）流速慢，以流水堆積作用為主，背水坡面（坡陡造成）流速快，以流水侵蝕為主。在淺水區，水面受河床底部起伏影響呈波形，水流流速受上坡和下坡影響存在差異，進而導致沙波背水坡泥沙被侵蝕，而被侵蝕的泥沙會在下一個沙波的迎水坡堆積。
發展階段
沙質河床隨著水流強度的增加，泥沙運動及床面形態要經過以下幾個不同的發展階段。
(1)平整。水流達到一定強度後，泥沙顆粒開始運動，但床面仍保持平整。
(2)沙紋。泥沙起動後不久，少量顆粒在床面某些部位集聚，形成小丘，向前運動，同時增高、加長，最後連線成規則的沙紋。沙紋迎水面長而緩，背水面短而陡，兩者水平長度之比約為2〜4，一般波高0.5〜2.0cm,最大不超過5cm，波長1〜15cm，一般不超過30cm，且與水深關係不大。在平面上有相互平行的，也有呈魚鱗狀或舌狀排列的。
(3)沙壟。隨著水流強度的增加，沙紋發展為沙壟。沙壟的縱剖面形狀與沙紋相似，但尺寸較大，且與水深有密切關係，在不同的河流中，它所能達到的高度和長度也不同。在平面形態上，隨著水流強度增加，自順直發展到彎曲[圖(c)]。當河底起伏較大時會引起水面變化，在沙壟波峰處水面降落，出現小波浪。當床面起伏很大時，波峰下游有水流分離現象，水面會產生漩渦和高含沙量帶。
(4)沙壟消失。沙壟發展到一定高度後，如水流強度繼續增加，波長逐漸增大，而波高不斷減小，沙壟趨於衰減。
(5)動平整。河床再次恢復平整，但床面泥沙運動強度很大，且有泥沙懸浮。
(6)沙浪。水流強度進一步增加，接近或處於急流狀態後，床面再次形成起伏的沙浪。沙浪形狀比較對稱，水面基本上與床面平行，沒有分離現象，但有相應的起伏。沙浪運動方向有與水流方向一致的，稱為順行沙浪，也有與水流方向相反的，稱為逆行沙浪。沙浪脊線在平面上不完全平行，它們的出現往往只占河寬的一部分。
(7)碎浪。沙浪在發展過程中水面波動愈來愈大，水面波幅可達河底沙浪振幅的1.5〜2.0倍，甚至水面波谷低於沙浪波峰，此時，水面波失去穩定而破碎並形成涌波。
(8)急灘和深潭。水流強度繼續增加，床面起伏使河底成為急灘與深潭相間，急灘段水流屬急流，深潭段水流屬緩流，從急流到緩流通過水躍，整個外形徐徐向上游移動。
