Steep streams on rough beds are generally characterised by supercritical flow conditions under which antidunes can develop and migrate over time. In this paper, we present flume experiments that we conducted to investigate the variability of antidune geometry and migration celerity, a variability observed even under steady-state conditions. Quantifying this variability is important for river morphodynamics, hydraulics and paleohydraulics. We imposed moderate to intense bedload transport rates at the flume inlet to assess their effects on antidune morphodynamics for near-constant values of the mean bed slope. The bed elevation profile was monitored for each experiment with high spatial and temporal resolution. Upstream migrating antidunes were observed along most of the flume length. Considering single values for wavelength and celerity was not sufficient to describe the antidune behaviour in these experiments. By using spectral analysis, we identified the variability ranges of bedform shape and celerity. Interestingly, migration celerity increased with increasing antidune wavelength; the opposite trend was reported for dunes in other studies. Antidunes were more uniform and migrated faster for higher sediment feeding rates. Scaling the spectra made it possible to find a general dimensionless relationship between antidune wavelength and celerity. This framework provides a novel method for estimating the mean bedload transport rate in the presence of upstream migrating antidunes.

中文翻译：

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陡坡上反沙丘形态动力学的变异性

粗糙床上的急流通常以超临界流动条件为特征，在这种条件下，反沙丘可以随着时间的推移而发展和迁移。在本文中，我们展示了我们进行的水槽实验，以研究反沙丘几何形状和迁移速度的变异性，即使在稳态条件下也观察到变异性。量化这种可变性对于河流形态动力学、水力学和古水力学很重要。我们在水槽入口处施加了中等至强烈的床负荷传输率，以评估它们对近乎恒定的平均床坡度值的抗沙丘形态动力学的影响。以高空间和时间分辨率监测每个实验的床高剖面。沿着大部分水槽长度观察到上游迁移的反沙丘。考虑波长和速度的单一值不足以描述这些实验中的反沙丘行为。通过使用光谱分析，我们确定了床形形状和速度的变化范围。有趣的是，迁移速度随着反沙丘波长的增加而增加；其他研究报告了沙丘的相反趋势。Antidunes 更均匀，迁移速度更快，沉积物进给率更高。缩放光谱使得找到反沙丘波长和速度之间的一般无量纲关系成为可能。该框架提供了一种新方法，用于估计存在上游迁移反沙丘时的平均床载传输速率。我们确定了床型形状和速度的变化范围。有趣的是，迁移速度随着反沙丘波长的增加而增加；其他研究报告了沙丘的相反趋势。Antidunes 更均匀，迁移速度更快，沉积物进给率更高。缩放光谱使得找到反沙丘波长和速度之间的一般无量纲关系成为可能。该框架提供了一种新方法，用于估计存在上游迁移反沙丘时的平均床载传输速率。我们确定了床型形状和速度的变化范围。有趣的是，迁移速度随着反沙丘波长的增加而增加；其他研究报告了沙丘的相反趋势。Antidunes 更均匀，迁移速度更快，沉积物进给率更高。缩放光谱使得找到反沙丘波长和速度之间的一般无量纲关系成为可能。该框架提供了一种新方法，用于估计存在上游迁移反沙丘时的平均床载传输速率。缩放光谱使得找到反沙丘波长和速度之间的一般无量纲关系成为可能。该框架提供了一种新方法，用于估计存在上游迁移反沙丘时的平均床载传输速率。缩放光谱使得找到反沙丘波长和速度之间的一般无量纲关系成为可能。该框架提供了一种新方法，用于估计存在上游迁移反沙丘时的平均床载传输速率。