Geologisk arbeid av strømmer

Etter å ha lest denne artikkelen vil du lære om: - 1. Introduksjon til strømmens geologiske arbeid 2. Stream Erosion 3 . Graded Streams 4. River Transportation 5 . Avløpsdeponering 6. Avviklingshastighet og sortering av partikler 7. Plassering og typer av strøminnskudd 8. Naturlige leveområder og flomfelt 9. Kanalinnskudd 10. Deltas.

Introduksjon til strømmens geologiske arbeid:

Running water er et geologisk agent av stor betydning. Det skal innse at en stor del av jordens landskap skylder sin nåværende form til vannets handling. Det er verdt å merke seg at det meste av materialet som nå finnes i sedimentære bergarter, var en gang flyttet av rennende vann. Elver transporterer årlig til sjø over 10 ¹¹ kN av sediment.

Strømmer anslås å bære ca 33350 kubikk kilometer vann til sjøen hvert år. Dette utgjør ca. 1057520 cum / sek. En vesentlig stor del av strømmenergi blir konsumert for erosjon og transport av sedimenter. Bygge broer, utnyttelse av strømkraft, opprettelse av reservoarer for vanning, flomkontroll og vannforsyning og regulering av elver for navigering etc. er alle forskjellige bruksområder for elver.

Noen forekomster av både fortiden og nåværende bekker er økonomiske kilder til byggemateriale. Omvendt kan enkelte strømavsetninger hindre eller tette kanaler, fylle reservoarer eller skade utviklede land.

Den primære funksjonen av bekker er å drenere overskuddsvann fra landene. Under utførelsen av denne funksjonen overlaster elverne seg selv, plukker opp og transporterer bergrester, tar noe materiale inn i løsningen og bygger forekomster av sedimentære materialer.

Erosjon, transport og deponering er dermed de store delene av strømarbeid. Strømmer kan best studeres ved å vurdere energien og dens effekter. Strømmenes energi er dens evne til å utføre strømningsarbeidet som består av fjerning av stein, sediment og oppløst materie.

Hvis strømmen har en stor mengde energi, er det et effektivt middel for erosjon, og når en strøm har en liten mengde energi, er det et middel for avsetning. Hvis strømmen bare kan bære sin belastning, sies det å være gradert eller i karakter.

Stream Erosion:

Strøm erosjon refererer til mekanisk eller kjemisk fjerning av materiale som det opplever. Strømmer oppløser rockmateriale spesielt fra bergarter av karbonatgruppen. Strømmer eroderer sengematerialet og bankene på ulike mekaniske måter.

Strømmer plukk opp partikler:

(i) Ved påvirkning

(ii) Ved friksjon

(iii) Ved hydraulisk opphevning

(iv) Ved korrosjon

(v) Ved korrosjon og

(vi) Ved hydraulisk plukking.

(i) Erosjon ved påvirkning:

Denne typen av fjerning av materiale finner sted når den nåværende kraft i retning av løsrivelse er større enn komponenten av vekten av partikkelen i den retningen.

(ii) Erosjon ved friksjonssving:

Dette skjer når friksjonen mellom rennende vann og en partikkel på bunnen av strømmen overskrider komponenten av partikkelenes vekt i bevegelsesretningen.

(iii) Erosjon ved hydraulisk heis:

Dette skjer når løftekraften som utøves av vann, overskrider partikkens nedsenket vekt. Strømmen av strømmen der fragmentene hviler på bunnen er null. Vannhastigheten på et høyere nivå er større. Disse endringer i hastighet resulterer i høyere trykk ved basen og lavere trykk over partikkelen. Denne økningen av trykk på lavere nivå og tilhørende oppstramming kan være nok til å løfte fragmentene.

(iv) Erosjon ved korrosjon eller slitasje:

Sedimentene som bæres av en bekk er ansvarlig for strømmenes erosive kraft. Klart vann er relativt ineffektivt for å forårsake erosjon. Fragmentene som bæres av bevegelsen i bevegelse, fungerer som verktøy for å forårsake erosjon.

På samme tid er dette ledsaget av slitasje på fragmentene selv i transitt ved å gni eller slipe. I prosessen blir fragmentene avrundet og fjelloverflaten blir polert. Erosjon oppstår også på grunn av påvirkning av stein over stein.

(v) Erosjon ved korrosjon:

Erosjon her refererer til løsningsmiddelvirkning av vann på steinmineraler. Oppløsningen av en strøm avhenger av hvilken type stein den krysser. Spesielt kalkstein og dolomitt er oppløselige i sure farvann, (det kan også bemerkes at det meste av det oppløste stoffet som finnes i en strøm, tilføres ved underjordisk vanntanking i strømmen).

(vi) Erosjon ved hydraulisk plukking:

Vanntrykk i sprengene på en stein komprimerer luften i dem som kan stenge ut blokker av forskjellige størrelser. Myke banker av bekker blir ofte underkastet ved å rense vann ved denne handlingen. En hvirvlende vannskive kan løfte løse partikler. Turbulens kan skure kanalsengen og sidene.

Rate of Stream Erosion:

Hastigheten som strømmer medfører erosjon av sengene avhenger av flere forhold.

(i) Svake bergarter med oppløselige elementer blir utsatt for rask slitasje, mens de i sterke, uoppløselige bergarter er slitesterkt. Stratified bergarter er mindre resistente enn massive bergarter. For øvrig er bergarter med mange ledd og sprekker slitt ut raskere enn andre, siden disse åpningene er svakheter.

(ii) Rask bevegelse strømmer avtale hardere slag og flere av dem enn langsomme bevegelser og dermed bære sine kanaler mer. Hastigheten til en strøm avhenger av (a) sengens skråning (b) dens volum (utladning) (c) dets belastning og (d) formen på sin kanal. Tydeligvis jo brattere kanalsengen, desto større blir hastigheten. Energi er brukt til å flytte sedimentet.

For øvrig er en strøm som er klar, større enn når den har sedimenter. En strøm blir retardert av friksjon med sengen og sidene. Skrå kanal med bredt ujevnt underlag gir god friksjon som har en tendens til å produsere en svak strøm. Rette kanaler med smale og glatte bunner gir mindre friksjon og fremmer større hastighet.

(iii) Siden hastigheten til en strøm blir redusert ettersom belastningen økes, følger det at lastenes slag også vil bli redusert. Dette betyr jo større antall verktøy som bæres, desto større antall slag blir levert i en gitt tid, men jo svakere hvert slag vil være. Tvert imot, jo færre verktøyene som blir båret, jo færre blir antall slag levert i en gitt tid, men sterkere blir hvert slag.

Graded Streams:

Når gradienten av en strøm er bare tilstrekkelig til å gi den hastigheten som er nødvendig for å vaske fremover, settes sedimentet fra den tilhørende skråningen, det sies å være i karakter. Hvis det er i stand til å transportere mer enn det som leveres, fjerner det materiale fra sengen til det kommer til karakter i en lavere skråning.

Hvis det ikke er mulig å transportere alt som er levert, blir en del av lasten igjen som innskudd. På denne måten blir kanalen hevet og gradienten blir brattere gradvis, til strømmen strømmer raskt nok til å bære sedimentet borte.

River Transport:

Alt materiale som bæres av en strøm fra de forskjellige punkter av erosjon til deponeringsstedet, utgjør strømbelastningen.

Materialet som bæres av en strøm, kommer fra en rekke kilder som er gitt nedenfor:

(i) Hoveddelen av en strømbelastning tilføres under forvitringsprosessen og glidning og forskyvning av bergarter fra bakkene av bifloder. Under regnet er løpingen i begynnelsen slam, full av avfall som den vasker voldsomt langs elvene, bakken bakker. I kultiveringsområder, dersom grunnepløyet er skrånende, vil en rekke svært små bekker og mindre sideveier bære det løse, ikke-konsoliderte materialet til hovedstrømmen.

(ii) Materialet på grunn av slitasje på bankene og sengen av strømmen legger til strømbelastningen.

(iii) Materialer fra bratte banker kan falle ned i strømmen, da de kan løsnes enten ved tyngdekraft eller ved jordbevegelse.

(iv) I stedet for tynt spredt vegetasjon, kan støvmasse fra grunnmateriale etc. bli fjernet av vind, og disse kan bli tapt i strømmen.

(v) Vulkanisk aske som bæres av vind, kan falle inn i strømmen.

(vi) Smeltebrett som bærer silt og pulverisert stein, kan flytte inn i strømmen.

(vii) Grunnvann legger til en stor mengde oppløselige materialer.

Metoder for transport:

Strømbelastningen transporteres av en strøm ved hjelp av trekkraft, suspensjon og løsning.

Jeg. Traction:

Sediment for store eller tunge som skal bæres i suspensjon danner sengelastet. Disse grovere partiklene beveger seg langs bunnen av strømmen og utgjør sengelastet. Sengbelastningen ved sin sliping gjør det maksimale erosjonsarbeidet.

Partiklene som danner sengelastet beveger seg langs sengen av strømmen ved å rulle, glide og salte. Ved salting gjør sedimentpartiklene en serie hopp eller hopper langs strømmen.

Dette skjer når partiklene drives oppover ved kollisjoner eller løftes av strømmen og bæres deretter nedstrøms kort avstand til tyngdekraften trekker dem tilbake til sengen av strømmen. Tyngre partikler som ikke kan bevege seg ved salting, ruller eller glir langs bunnen avhengig av deres former.

ii. Suspensjon:

I de fleste tilfeller bærer strømmer hoveddelen av lasten i suspensjon. Faktisk er den synlige skyen av sediment suspendert i vann den mest åpenbare delen av en strømbelastning. Under normale forhold bæres sand, silt og leire i suspensjon. Men under oversvømmelser, bæres også større partikler i suspensjon. Den totale mengden materiale i suspensjon øker nedstrøms ettersom flere og flere bifloder slutter seg til hovedstrømmen.

iii. Løsning:

I tillegg til materialet som bæres mekanisk, bæres betydelig materiale i oppløsning. Det meste av den oppløste lasten som transporteres av strøm, leveres av grunnvann. Vann som perkolerer gjennom bakken, oppnår oppløselige jordforbindelser. Dette vannet siver gjennom sprekker og porer i sengen bergarter under og kan også oppløse ytterligere mineralstoffer. Endelig finner mye av dette mineralrike vannet sin vei inn i bekker.

Det kan innse at strømmen av strømmen ikke har noen effekt på strømmenes evne til å bære den oppløste lasten. Når materialet er i oppløsning går det hvor som helst strømmen går uavhengig av strømhastigheten.

Mengden av oppløst last avhenger av klima og geologisk innstilling. Den oppløste belastningen uttrykkes vanligvis som deler av oppløst materiale per million deler vann (deler per million eller ppm). Den gjennomsnittlige oppløste belastningen av verdens elver er estimert til 115 til 120 ppm. Omtrent 4 milliarder metriske tonn oppløst mineralstoff leveres til havene hvert år av bekker.

River Deposisjon:

Hvis betingelsene som tillater en strøm for å transportere sin belastning, blir reversert, vil strømmen fortsette å deponere sin belastning. Alle strømavsetninger kalles alluvium.

De ulike årsakene til avsetning av en strøm er følgende:

(a) En avtagende gradient i de midterste og nedre delene av store daler bringer nedstrømshastighet som fører til sedimentavsetning.

(b) Elver som strømmer gjennom områder med lite nedbør, mister ofte vann både ved rask fordampning og kjøper synker i bakken. Redusert volum betyr redusert hastighet og redusert bæreevne. Deposisjon oppstår følgelig.

(c) Mange elver deponerer ved deres munn hvor strømmen er sjekket.

(d) Deposisjon er også forårsaket av endringer i form av flodkanaler. Hvis for eksempel vann som er ladet med sedimenter, forlater en smal, rett og glatt del av kanalen for å komme inn i en bred, skrå og uregelmessig, økes friksjonen av strømmen med sengen og bankene og strømhastigheten blir derfor redusert og fører til avsetning av sediment.

(e) Tributarer med høye gradienter leverer ofte til de svake hovedstrømmene mer sediment enn hva sistnevnte kan vaske fremover, noe som resulterer i innskudd langs hoveddalen.

Settlinghastighet og sortering av partikler:

Når hastigheten på en strøm reduserer sin evne til å bære sedimentet, reduseres og det begynner å felle sedimentbelastningen. De største partiklene er de første til å bosette seg. Hver partikkelstørrelse har en kritisk sedimenteringshastighet.

Når strømningshastigheten faller under den kritiske sedimenteringshastigheten av en bestemt partikkelstørrelse, begynner sedimentet i den kategorien å slå seg ned. På denne måten gir strømtransporten en mekanisme hvorved de faste partikler av forskjellige størrelser separeres. Denne prosessen kalles sortering som forklarer hvorfor partikler av tilsvarende størrelse er avsatt sammen.

Plassering og typer strøminnskudd:

En strøm avlaster det bærematerialet (alluvium) ved foten av bratte bakker, i selve strømmen, over flodbredder og ved elvemunningen.

Alluviale vifter og kjegler:

En alluvialvifte er en strøminnsats som er bygget der gradienten av en strøm avtar brått. Disse blir ofte sett hvor en bekk drar ut et fjell og dukker opp i en bred dal eller en slett bakke. Denne typen innskudd skyldes plutselig nedgang i hastigheten på strømmen som bærer sedimentet.

Depositumet ser ut som en vifteformet heap eller kjegle aldring mot det punktet hvor strømningsgradienten bryter og kalles en alluvialvifte. Da viften vokser brattere, tykkere og grovere, tar innskuddet en noe konisk form og kalles en alluvialkegle.

Noen ganger finner vi en rekke parallelle bekker som strømmer nedover fjelltallet til det vanlige bakken, og skaper en rekke alluviale fans. Funksjonen som er dannet ved sammenslåingen av tilstøtende alluviale vifter, er gitt forskjellige navn som Piemonte alluviale vifte, sammensatt alluvialvifte eller bajada (spansk term)

Innskudd i og langs kanalen:

Hurtigflytende strømmer med moderat høye gradienter har en tendens til å ødelegge enn innskudd, og derfor er kursene deres hovedsakelig preget av slike egenskaper som potthull, fosser og stryk enn ved sedimentavsetninger.

Det kan bemerkes at selv i kanaler av slike strømmer, kan det i noen situasjoner forekomme forekomster. For eksempel kan vi vanligvis finne en grusstang nedstrøms fra en foss, hvor groveste bergrester fjernet fra stupet har akkumulert.

I en annen situasjon kan en flytende sideskive bidra mer belastning til hovedstrømmen enn den sistnevnte kan bære. Dette fører til at en sand- eller grusdeposisjon dannes nedstrøms fra krysset.

I noen situasjoner kan en strøm bli matet med så mye sand at det tar det som kalles et flettet mønster. Kanalen i et slikt tilfelle blir en labyrint av barer mellom hvilke vannet strømmer.

Sandstenger er også vanlige der strømmer strømmer i en serie bøyder som kalles meanders. Når strømmen flyter rundt en bøyning, øker hastigheten på vannet på ytre side som fører til erosjon på den siden. Samtidig forsvinner vannet på innsiden av meander som fører til oppgjør av sedimenter. Disse forekomster som skjer på innsiden av bøyningen kalles punktstenger.

På noen steder kan en strøm gjøre en kortslutning i sin vei, en banding en allerede dannet sløyfe. Sløyfen på kanalen igjen blir helt frakoblet strømmen, og den dannede funksjonen kalles en oksebue eller en forlatt meander.

Naturlige Levees og Flood Plains:

Når en alluvial flod stiger i flom og til slutt overlater sine banker, faller den mye av sin belastning umiddelbart, fordi hastigheten avtar bratt så snart vannet går ut av inneslutningskanalen.

Ettersom overløpet beveger seg sakte bort fra kanalen, vil vilo og annen vegetasjon bidra til å senke bevegelsen og redusere dens energi. Resultatet er at en høyde med fint sediment er bygd opp rett langs hver side av kanalen. Slike rygger kalles naturlige levees.

En stor elv kan grenses opp av naturlige elver 4 m til 6 m høye. En enkelt flom kan legge til 15 cm til 60 cm fint sand og silt. Naturlige elver er kun tilstede langs store elver som er tungt lastet og ofte oversvømmet.

De nærliggende lavarealene, mellom de naturlige elvene og dalenes vegger, som også oversvømmes, mottar sediment. Dermed er elvflettene med alluviale avsetninger bygget opp gradvis fusjonere med de naturlige elvene. Disse slettene på innskudd kalles flodslett. Flodplatene mottar et lag med fint sediment med hver oversvømmelse. Disse siltinnsatsene fyller på flomløpets fruktbarhet.

På grunn av jordens fruktbarhet er de fleste av flomområdene tett, befolket. De naturlige elvene tjener som beskyttelse mot flomflatene i moderat høye vanntilstander, da elvene holder vannet i kanalen.

Kanalinnskudd:

Alluviumet avsatt i en strømkanal kalles kanalfylling. Disse akkumulasjonene kan ta forskjellige former, men er generelt kjent som elvebjelker eller sandstenger.

Disse innskuddene dannes på følgende steder:

(a) Langs kantene på skjermen

(b) På innsiden av en skarp bøyning.

(c) Omliggende hindringer

(d) i form av lave øyer

En strøm med for mye overbelastet alluvium kan sette inn lasten i skift i forskjellige posisjoner, noe som resulterer i splittelsen av strømmen i interlacing kanaler som igjen forener. Denne funksjonen kalles flettet strøm. Det er også situasjoner der en strøm avsettes og eroderer innskuddene vekselvis på grunn av reduksjon og økning i strømhastighet. Denne funksjonen kalles skur og fyll.

Innskudd ved kurver:

I tilfelle av en strøm som gir en uttalt bøyning, beveger vannmassen nær den ytre banken seg med en høyere hastighet enn vannmassen nær indre banken. Resultatet er konsentrert erosjon på de ytre områdene av kanalen som fører til en glidende skråning, dvs. skaling på innersiden av kurven.

Den spiralformede strømmen av strømmer (figur 7.7) sammen med turbulent diffusjon, bærer sedimenter fra den dype, hurtigstrømmende delen av strømmen på utsiden av bøyen til det grunne, langsomme, flytende, mindre turbulente vannet på innsiden av bøyen hvor det er deponert . Således som erosjon kutter bort banker på den ene siden, er den motsatte siden bygget opp og som en konsekvens migrerer strømmen lateralt.

deltaer:

Deltas er innskudd bygget ved munnen av sedimentbærende bekker. Noen av sedimentene som elver bringer til sjøen eller innsjøene, blir båret av bølger og strømmer. Mye av sedimentet samler seg ofte fra elvens munn, spesielt hvis de flyter til tidløse eller nesten tidløse vannkropper. Slike innskudd kan danne deltas.

Når elva går inn i det relativt stille vannet i et hav eller en sjø, faller hastigheten brat. Denne situasjonen fører til slutt at kanalen blir kvalt med sediment fra det sakte vann. Som følge av dette søker elva en kortere høyere gradientrute til basisnivå. I denne handlingen deles hovedkanalen i flere mindre kalt distributører.

Deltas er preget av disse skiftende kanalene som virker på en motsatt måte som ved sideskytter. Tributarene bærer vann inn i hovedkanalen mens distributørene bærer vannet vekk fra hovedkanalen. Etter en rekke skift av kanalen kan et enkelt delta utvikles til en omtrent trekantet form som det greske brev deltaet (A).

Faktorer som favoriserer byggingen av et delta er følgende:

(i) Stor mengde sediment i strømmen.

(ii) Mangel på bølger eller svake bølger i den mottatte stillestående vannkroppen (innsjø, sjø).

(iii) Salthet av havet. Salt fungerer som koagulator av leirekomponent i sedimentene.