Geologisk arbejde af strømme

Efter at have læst denne artikel vil du lære om: - 1. Introduktion til strømmens geologiske arbejde 2. Stream Erosion 3 . Graded Streams 4. River Transportation 5 . Deponering af flod 6. Afviklingshastighed og sortering af partikler 7. Placering og typer af strømindskud 8. Naturlige leveområder og flodbredder 9. Kanalindskud 10. Deltas.

Introduktion til streams geologiske arbejde:

Running water er et geologisk middel af stor betydning. Det skal indlyses, at en stor del af jordens landskab skylder sin nuværende form til vandets handling. Det er værd at bemærke, at det meste af det materiale, der nu findes i sedimentære klipper, var ad gangen flyttet af rindende vand. Floder transporterer årligt til havet over 10 ¹¹ kN af sediment.

Strømme er anslået til at transportere ca. 33.350 kubik kilometer vand til havene hvert år. Dette udgør ca. 1057520 cum / sek. En væsentlig stor del af strømmenergi forbruges til erosion og transport af sedimenter. Bygge broer, udnyttelse af strømkraft, oprettelse af reservoirer til vanding, oversvømmelseskontrol og vandforsyning og regulering af floder til navigation mv. Er alle forskellige anvendelser til floder.

Nogle aflejringer fra både fortiden og nutidens strømme er økonomiske kilder til byggemateriale. Omvendt kan nogle strømaflejringer blokere eller tilstoppe kanaler, fylde reservoirer eller beskadige udviklede lande.

Den primære funktion af vandløb er at dræne overskydende farvande fra landene. Under udførelsen af denne funktion erstrømmer vandløbene for sig selv, afhenter og transporterer stenaffald, tag noget materiale i opløsning og opbygger forekomster af sedimentære materialer.

Erosion, transport og deponering er således de store divisioner af stream arbejde. Strømme kan bedst studeres ved at overveje deres energi og dens virkninger. Energien i en strøm er dens evne til at udføre strømarbejdet, som består af fjernelse af sten, sediment og opløst materiale.

Hvis strømmen har en stor mængde energi, er det et effektivt middel til erosion, og når en strøm har en lille mængde energi, er det et middel til afsætning. Hvis strømmen bare kan bære sin belastning, siges det at være graderet eller i lønklasse.

Stream Erosion:

Strøm erosion refererer til mekanisk eller kemisk fjernelse af materiale, der er ramt af det. Strømme opløser rockmateriale især fra carbonatgruppens klipper. Strømme eroderer sengematerialet og bankerne på forskellige mekaniske måder.

Strømme afhenter partikler:

(i) Ved påvirkning

(ii) ved friktion

(iii) Ved hydraulisk hævning

(iv) Ved korrosion

(v) Ved korrosion og

(vi) Ved hydraulisk plukning.

(i) Erosion ved påvirkning:

Denne type af fjernelse af materiale finder sted, når den nuværende kraft i retningen af frigørelse er større end komponenten af partikelets vægt i den retning.

(ii) Erosion ved friktionsdrag:

Dette sker, når friktionen mellem rindende vand og en partikel på bunden af strømmen overstiger komponenten af partikelets vægt i bevægelsesretningen.

(iii) Erosion ved hydraulisk lift:

Dette sker, når løftekraften udøves af vand overstiger partiklens nedsænkede vægt. Strømmen af strømmen, hvor fragmenterne hviler på bunden, er nul. Hastigheden af vand på et højere niveau er større. Disse ændringer i hastighed resulterer i højere tryk ved bunden og lavere tryk over partiklen. Denne forøgelse af tryk ved lavere niveau og den tilsvarende opadgående kraft kan være tilstrækkeligt til at løfte fragmenterne.

(iv) Erosion ved korrosion eller slid:

De sedimenter, der bæres af en strøm, er ansvarlige for strømmenes erosive kraft. Klart vand er relativt ineffektivt for at forårsage erosion. De fragmenter, der bæres af strømmen i bevægelse, virker som redskaber til at forårsage erosion.

Samtidig ledsages det af slibningen af fragmenterne selv under transport ved gnidning eller slibning. I processen bliver fragmenterne afrundet, og stenoverfladen bliver poleret. Erosion opstår også på grund af stød fra rock over rock.

(v) Erosion ved korrosion:

Erosion her refererer til opløsningsmiddel virkning af vand på sten mineraler. Den opløselige handling af en strøm afhænger af den type sten, den krydser. Især kalksten og dolomit er opløselige i sure farvande (det kan også bemærkes, at det meste af det opløste stof, der findes i en strøm, leveres af underjordisk vanddrænning i strømmen).

(vi) Erosion ved hydraulisk plukning:

Vandtryk i revner af en sten komprimerer luften i dem, der kan stenge ud blokke af forskellig størrelse. Bløde banker af vandløb er ofte undergravet ved at flyde vand ved denne handling. En hvirvlende vandskive kan løfte løse partikler. Turbulens kan skure kanalsengen og siderne.

Rate of Stream Erosion:

Den hastighed, hvormed vandløb forårsager erosion af deres senge afhænger af flere betingelser.

(i) Svage klipper med opløselige elementer udsættes for hurtig slid, mens de i stærke, uopløselige klipper bærer virkning, retarderes. Stratificerede klipper er mindre resistente end massive klipper. I øvrigt er sten med mange led og revner udslidt hurtigere end andre, da disse åbninger er svage sider.

(ii) Hurtigflydende vandløb beskæftiger hårdere slag og flere af dem end langsomt bevægende vandløb og dermed bærer deres kanaler mere. Hastigheden af en strøm afhænger af (a) sengens hældning (b) dens volumen (udledning) (c) dens belastning og (d) formen af dens kanal. Det er tydeligere, at jo mere bratte kanalsengen er, jo større bliver hastigheden. Energi er brugt til at flytte sedimentet.

For det andet er en strøm, der er klar, større, end når den har sedimenter. En strøm er retarderet af friktion med sin seng og sider. Skæv kanal med bred ujævnt bund giver stor friktion, der har tendens til at producere en svag strøm. Rette kanaler med smalle og glatte underlag giver mindre friktion og fremmer større hastighed.

(iii) Da hastigheden af en strøm er reduceret, når dens belastning øges, følger det, at belastningens slag også bliver reduceret. Dette betyder jo større antallet af redskaber, jo større er antallet af slag, der leveres i en given tid, men jo svagere hvert slag vil være. Tværtimod, jo færre værktøjer der bæres, jo færre bliver antallet af slag, der leveres i en given tid, men stærkere bliver hvert slag.

Graded Streams:

Når gradienten af en strøm bare er tilstrækkelig til at give den den hastighed, der er nødvendig for at vaske fremad, er sedimentet bragt til det fra biflodskråningerne, det siges at være i karakter. Hvis det er i stand til at transportere mere end leveret, fjerner det materiale fra sin seng, indtil det kommer til karakter i en lavere hældning.

Hvis det ikke er muligt at transportere alt, der leveres, er en del af belastningen tilbage som depositum. På denne måde hæves kanalen, og gradienten bliver stejlere gradvist, indtil strømmen strømmer hurtigt nok til at bære sedimentet bragt væk.

Flod Transport:

Alt materiale, der bæres af en strøm fra de forskellige punkter af erosion til deponeringsstedet, udgør strømbelastningen.

Materialet, der bæres af en strøm, er afledt af en række kilder, der er angivet nedenfor:

(i) Hoveddelen af en strømbelastning leveres under processen med vejrvejning og glidning og forskydning af klipper fra skråninger af bifloder. Under regnen er afrundingen i begyndelsen mudret, fuld af affald, da den vasker voldsomt langs snedkerne, bakkerne. I dyrkningsområderne, hvis grunden pløjes skrånende, vil en række meget små vandløb og mindre bifloder bære det løse, ikke-konsoliderede materiale til hovedstrømmen.

(ii) Materiale på grund af slid på bankerne og sengen af strømmen tilføjer strømbelastningen.

(iii) Materialer fra stejle banker kan falde ind i strømmen, da de kan løsnes enten ved tyngdekraften eller ved nogen jordbevægelse.

(iv) I stedet for tyndt spredt vegetation kan grundmaterialets sandstøv mv. fjernes af vinden, og disse kan blive droppet i strømmen.

(v) Vulkanisk aske båret af vind kan falde ind i strømmen.

(vi) Smeltende gletschere, der bærer silt og pulveriseret sten, kan flytte ind i strømmen.

(vii) Grundvand tilføjer en stor mængde opløselige materialer.

Metoder for transport:

Strømbelastningen transporteres af en strøm ved hjælp af trækkraft, suspension og opløsning.

jeg. Trækkraft:

Sedimenter, der er for store eller tunge til at blive båret i suspension, udgør sengelasten. Disse grovere partikler bevæger sig langs bunden af strømmen og udgør sengelastningen. Sengbelastningen ved sin slibende handling gør det maksimale erosionsarbejde.

De partikler, der danner sengelasten, bevæger sig langs strømmen af sengen ved at rulle, glide og salte. Ved saltning gør sedimentpartiklerne en række hopper eller hopper langs strømstrengen.

Dette sker, når partikler fremdrives opad ved kollisioner eller løftes af strømmen og derefter bæres nedstrøms en kort afstand, indtil tyngdekraften trækker dem tilbage til strømmen. Tyngre partikler, som ikke kan bevæge sig ved saltning, ruller eller glider langs bunden afhængigt af deres former.

ii. Affjedring:

I de fleste tilfælde bærer strømme hovedparten af deres belastning i suspension. Faktisk er den synlige sky af sediment suspenderet i vand den mest oplagte del af en strømbelastning. Under normale forhold bæres sand, silt og ler i suspension. Men under oversvømmelser bæres større partikler også i suspension. Den samlede mængde materiale i suspension stiger nedstrøms, da flere og flere bifloder kommer med i hovedstrømmen.

iii. Opløsning:

Udover det materiale, der transporteres mekanisk, bæres betydeligt materiale i opløsning. Størstedelen af den opløste last, der transporteres af strøm, leveres af grundvand. Vand, der percolates gennem jorden, erhverver opløselige jordforbindelser. Dette vand siver igennem revner og porer i sengenes klipper under og kan også opløse yderligere mineralske stoffer. Endelig finder meget af dette mineralrige vand sin vej ind i vandløb.

Det kan indse, at strømmenes hastighed ikke har nogen virkning på strømmenes evne til at bære den opløste belastning. Når materialet er i opløsning, går det hvor som helst strømmen går uanset strømhastigheden.

Mængden af opløst belastning afhænger af klima og geologisk indstilling. Den opløste belastning udtrykkes normalt som dele af opløst materiale pr. Million dele vand (dele pr. Million eller ppm). Den gennemsnitlige opløst belastning af floder i verden anslås til 115 til 120 ppm. Ca. 4 mia. Tons opløst mineralstof leveres hvert år til oceanerne ved vandløbene.

River Deposition:

Hvis betingelserne, som gør det muligt for en strøm at transportere sin belastning, vendt, vil strømmen fortsætte med at deponere sin belastning. Alle strømaflejringer betegnes alluvium.

De forskellige årsager til deponering af en strøm er følgende:

(a) En faldende gradient i de midterste og nedre dele af store dale bringer nedstrømshastighed frem til sedimentaflejring.

(b) Floder, der strømmer gennem regioner med beskedne nedbør taber ofte vand både ved hurtig fordampning og køber synke ned i jorden. Mindsket volumen betyder reduceret hastighed og reduceret bæreevne. Deponering opstår dermed.

(d) Deponering er også forårsaget af ændringer i form af flodkanaler. Hvis for eksempel vand, der er forsynet med sediment, efterlader en smal, lige og glat del af kanalen for at komme ind i en bred, krøllet og uregelmæssig, øges strømens friktion med sengen og bankerne, og strømhastigheden bliver derfor formindsket, hvilket fører til aflejring af sediment.

(e) Tributarer med høje gradienter leverer ofte til deres svage hovedstrømme mere sediment end hvad sidstnævnte kan vaske fremad, hvilket resulterer i aflejringer langs hoveddalen.

Aflejringshastighed og sortering af partikler:

Når hastigheden af en strøm reducerer dens evne til at bære sedimentet falder, og det begynder at falde sedimentbelastningen. De største partikler er de første til at bosætte sig. Hver partikelstørrelse har en kritisk sedimenteringshastighed.

Da strømhastigheden falder under den kritiske sedimenteringshastighed af en bestemt partikelstørrelse, begynder sedimentet i den kategori at afregne. På denne måde tilvejebringer strømtransporten en mekanisme, hvorved de faste partikler af forskellige størrelser adskilles. Denne proces kaldes sortering, der forklarer hvorfor partikler af tilsvarende størrelse er deponeret sammen.

Placering og typer af strømindskud:

En strøm aflejrer det transporterede materiale (alluvium) ved foden af stejle skråninger, i selve strømmen, over flodflodene og ved flodmundingen.

Alluviale Fans og Cones:

En alluvial fan er et strøm depositum, der er bygget hvor gradienten af en strøm falder brat. Disse ses almindeligvis, hvor en strøm forlader et bjerg og dukker op i en bred dal eller almindelig grund. Denne type depositum skyldes et pludseligt fald i hastigheden af strømmen, der bærer sedimentet.

Depositumet fremstår som en fanformet bunke eller kegle aldring mod det punkt, hvor strømforløbet bryder og kaldes en alluvial fan. Efterhånden som ventilatoren vokser mere voldsomt, tykkere og grovere, tager depositumet en noget konisk form og kaldes en alluvial kegle.

Nogle gange finder vi en række parallelle strømme, der strømmer ned ad bjergskråningen til den slette jord, der skaber en række alluviale fans. Funktionen dannet ved fusion af tilstødende alluviale fans er givet forskellige navne som piedmont alluviale fan, sammensatte alluviale fan eller bajada (spansk term)

Indskud i og langs kanalen:

Hurtigstrømmende vandløb med moderat høje gradienter har tendens til at hærge end depositum, og deres kurser karakteriseres for det meste af kendetegn som grydehuller, vandfald og strømfald end ved sedimentaflejringer.

Det kan bemærkes, at selv i kanaler af sådanne strømme, kan der i nogle tilfælde forekomme deponering. For eksempel kan vi generelt finde en grusbar nedstrøms fra et vandfald, hvor de grovere stenaffald, der er fjernet fra springet, er akkumuleret.

I en anden situation kan en hurtigstrømmende bifloder bidrage med mere belastning til hovedstrømmen end den sidstnævnte kan bære. Dette forårsager en sand eller grus deponering at danne nedstrøms for krydset.

I nogle situationer kan en strøm blive fodret med så meget sand, at det tager det, der kaldes et flettet mønster. Kanalen i en sådan sag bliver en labyrint af barer mellem hvilke vandet strømmer.

Sandstænger er også almindelige, hvor strømme strømmer i en række bøjninger kaldet meanders. Når en strøm strømmer rundt om en bøjning, øges hastigheden af vandet på ydersiden, hvilket fører til erosion på den side. Samtidig sænker vandet på indersiden af meanderne, hvilket fører til afvikling af sedimenter. Disse aflejringer på indersiden af bøjningen kaldes punktstænger.

På nogle steder kan en strøm gøre en kortslutning i sin sti, der binder en allerede dannet looprute. Sløjfen af kanalen tilbage bliver fuldstændig afbrudt fra strømmen, og den dannede funktion kaldes en ox-bow-sø eller en forladt meander.

Naturlige Levees og Flood Plains:

Når en alluvial flod stiger i oversvømmelse og til sidst overtager sine banker, falder den straks meget af sin belastning, fordi hastigheden falder brat, så snart vandet forlader indeslutningskanalen.

Da overløbet bevæger sig langsomt væk fra kanalen, hjælper vilgen og anden vegetation med at bremse bevægelsen og mindske dens energi. Resultatet er, at en højderyg med fint sediment er opbygget lige langs hver side af kanalen. Sådanne højder hedder naturlige levees.

En stor flod kan være omgivet af naturlige levees 4 m til 6 m høje. En enkelt oversvømmelse kan tilføje 15 cm til 60 cm fint sand og silt. Naturområder er kun til stede langs store floder, der er tungt lastede og oversvømmes ofte.

De tilstødende lavarealer, mellem de naturlige hove og dalenes vægge, som også oversvømmes, modtager sediment. Således opbygges flodsletter med alluviale aflejringer gradvist sammen med de naturlige udløb. Disse sletter er kaldt flodslette. Flodslettene modtager et lag fint sediment med hver oversvømmelse. Disse slamaflejringer supplerer flodernes frugtbarhed.

På grund af jordens frugtbarhed er de fleste af flodsletterne tætte, befolket. De naturlige hoveder tjener som beskyttelse til oversvømmelserne under moderat høje vandtilstande, da vandløbene holder vandet inde i kanalen.

Kanalindskud:

Alluviumet deponeret i en strømkanal kaldes kanalfyldning. Disse akkumuleringer kan tage forskellige former, men er generelt kendt som flodstænger eller sandstænger.

Disse aflejringer er dannet på følgende steder:

(a) Langs skærmens kanter

(b) På indersiden af en skarp bøjning.

d) i form af lave øer

En strøm med overdrevent overbelastet alluvium kan deponere sin belastning i skift i forskellige positioner, hvilket resulterer i splittelsen af strømmen i interlacing kanaler, som igen forener. Denne funktion kaldes flettet strøm. Der er også situationer, hvor en strøm indskyder og eroderer aflejringerne skiftevis på grund af fald og stigning i strømhastighed. Denne funktion kaldes scour and fill.

Indskud ved kurver:

I tilfælde af en strøm, der giver en udtalt bøjning, bevæger vandmassen nær yderbanken sig ved en højere hastighed end vandmassen nær indre bank. Resultatet er koncentreret erosion på de yderste områder af kanalen, der fører til en glidende hældning, dvs. skulning på indersiden af kurven.

Den spiralformede strøm af strømme (figur 7.7) sammen med turbulent diffusion bærer sediment fra den dybe, hurtigstrømmende del af strømmen på bøjningens udvendige side til det overfladiske, langsomme, flydende mindre turbulente vand i indersiden af bøjningen, hvor den er deponeret . Således som erosion skærer væk banker på den ene side, er den modsatte side opbygget, og som følge heraf migrerer strømmen lateralt.

deltaer:

Deltas er indskud bygget ved mundingen af sedimentbærende vandløb. Nogle af de sedimenter, som floder fører til havet eller søerne, bæres væk af bølger og strømme. Meget af sedimentet ophobes ofte ud af flodernes munding, især hvis de strømmer ind i tidløse eller næsten tidløse vandkroppe. Sådanne aflejringer kan danne deltager.

Når floden træder ind i det relativt stille vand i et hav eller en sø, falder dens hastighed brat. Denne situation medfører, at kanalen bliver kvæget med sediment fra det langsomme vand. Som følge heraf søger floden en kortere højere gradientrute til basisniveau. I denne handling opdeles hovedkanalen i flere mindre kaldte distributører.

Deltas er kendetegnet ved disse skiftende kanaler, der virker på en modsat måde som af bifloder. Tributarerne transporterer vand ind i hovedkanalen, mens distributørerne bærer vandet væk fra hovedkanalen. Efter et antal skift af kanalen kan et enkelt delta udvikle sig til en omtrent trekantet form som det græske brev delta (A).

Faktorer der favoriserer opbygningen af et delta er følgende:

(i) Stor mængde af sediment i strømmen.

(ii) Manglende bølger eller svage bølger i det modtagende stillestående vandlegeme (sø, hav).

(iii) Salthed af havet. Salt virker som en koagulator af lerkomponent i sedimenterne.