Geologiskt arbete av strömmar

Efter att ha läst den här artikeln kommer du att lära dig om: - 1. Introduktion till strömmarnas geologiska arbete 2. Strömförlust 3 . Graded Streams 4. River Transportation 5 . Flodavsättning 6. Avsättningshastighet och sortering av partiklar 7. Plats och typer av strömindelningar 8. Naturliga höjder och översvämningsområden 9. Kanaldepositioner 10. Deltas.

Introduktion till strömmarnas geologiska arbete:

Rinnande vatten är ett geologiskt medel av stor betydelse. Det bör inses att en stor del av jordens landskap är skyldig i sin nuvarande form till vattenets verkan. Det är värt att notera att det mesta av det material som nu finns närvarande i sedimentära stenar var på en gång rörd av rinnande vatten. Floder transporterar årligen till havet över 10 ¹¹ kN sediment.

Strömmar beräknas bära ca 33350 kubik kilometer vatten till havet varje år. Detta uppgår till ca 1057520 cum / sek. En betydande stor del av strömmenergi förbrukas för erosion och transport av sediment. Byggande broar, utnyttjande av strömkraft, skapande av reservoarer för bevattning, översvämning och vattenförsörjning och reglering av floder för navigering etc. är alla olika tillämpningar som ägnas åt floder.

Några insättningar av både förflutna och nuvarande strömmar är ekonomiska källor till byggmaterial. Omvänt kan vissa strömavlopp hindra eller täppa till kanaler, fylla behållare eller skada utvecklade markområden.

Den primära funktionen av strömmar är att dränera överskottsvatten från landen. Genom att utföra denna funktion, strömmar försvinner dalar för sig själva, plockar upp och transporterar stenskräp, tar lite material i lösning och bygger sedimentära material.

Erosion, transport och deponering är alltså huvuddelarna av strömningsarbete. Strömmar kan bäst studeras genom att överväga deras energi och dess effekter. Energin i en ström är dess förmåga att utföra strömningsarbetet som består av avlägsnande av berg, sediment och upplöst material.

Om strömmen har en stor mängd energi är det ett effektivt medel för erosion och när en ström har en liten mängd energi är det ett medel för avsättning. Om strömmen bara kan bära sin last, sägs den vara graderad eller i betyg.

Stream Erosion:

Strömosion avser mekanisk eller kemisk avlägsnande av material som det stöter på. Strömmar löser upp rockmaterial särskilt från kolatgruppernas bergarter. Strömmar eroderar sängmaterialet och bankerna på olika mekaniska sätt.

Strömmar plockar upp partiklar:

(i) Genom påverkan

(ii) Genom friktion

(iii) Genom hydraulisk upplyftning

(iv) Genom korrosion

(v) Genom korrosion och

(vi) Genom hydraulisk plockning.

(i) Erosion genom påverkan:

Denna typ av avlägsnande av material sker när den nuvarande kraften i avriktningsriktningen är större än komponenten av partikelns vikt i den riktningen.

(ii) Erosion genom friktionsdrag:

Detta händer när friktionen mellan rinnet vatten och en partikel på botten av strömmen överstiger komponenten av partikelns vikt i rörelseriktningen.

(iii) Erosion med hydraulisk lyft:

Detta händer när lyftkraften som utövas av vatten överstiger partikelns nedsänkt vikt. Hastigheten hos strömmen där fragmenten vilar på botten är noll. Vattenhastigheten vid en högre nivå är större. Dessa förändringar i hastighet resulterar i högre tryck vid basen och lägre tryck över partikeln. Denna ökning av trycket vid lägre nivå och motsvarande uppskjutning kan vara tillräckligt för att lyfta fragmenten.

(iv) Erosion genom korrosion eller slitage:

Sedimenten som bärs av en ström är ansvariga för strömens erosiva kraft. Tydligt vatten är relativt ineffektivt för att orsaka erosion. De fragment som bärs av strömmen i rörelse fungerar som verktyg för att orsaka erosion.

Samtidigt åtföljs det av slipning av fragmenten själva i transit genom gnidning eller slipning. Under processen blir fragmenten avrundade och rockytan blir polerad. Erosion uppstår också på grund av rockens påverkan på sten.

(v) Erosion genom korrosion:

Erosion här hänvisar till lösningsmedelsverkan av vatten på stenmineraler. Upplösning av en ström beror på vilken typ av berg den går över. Särskilt kalksten och dolomit är lösliga i sura vatten, (det kan också noteras att det mesta av det upplösta ämnet som finns i en ström levereras av underjordiskt vatten som dränerar in i strömmen).

(vi) Erosion genom hydraulisk plockning:

Vattentryck i sprickor på en sten komprimerar luften i dem som kan bryta ut block av olika storlekar. Mjuka banker av strömmar underkastas ofta genom att flöda vatten genom denna åtgärd. En virvlande vattendroppe kan lyfta lösa partiklar. Turbulens kan skura kanalbädden och sidorna.

Ränteorrosionshastighet:

Den hastighet vid vilken strömmar leder till erosion av sina sängar beror på flera förhållanden.

(i) Svaga bergarter med lösliga ämnen utsätts för snabb slitage medan de i starka olösliga stenar bär verkan retarderas. Stratifierade stenar är mindre resistenta än massiva bergarter. I övrigt är stenar med många leder och sprickor slitna snabbare än andra, eftersom dessa öppningar är svagheter.

ii) Snabba strömmar hanterar hårdare slag och mer av dem än långsamma strömmar och därmed bär sina kanaler mer. Hastigheten hos en ström beror på (a) sängens sluttning (b) dess volym (urladdning) (c) dess belastning och (d) formen av dess kanal. Självfallet desto kraftigare kan kanalbädden, desto större blir hastigheten. Energi används för att flytta sedimentet.

Annars är det en ström som är klar har större hastighet än när den har sediment. En ström är retarderad av friktion med sin säng och sidor. Krokig kanal med brett ojämnt botten erbjuder bra friktion tenderar att producera en trög ström. Rak kanaler med smala och släta botten erbjuder mindre friktion och främjar högre hastighet.

(iii) Eftersom hastigheten hos en ström minskar när belastningen ökar följer det att belastningens slag också minskas. Detta innebär att ju större antal verktyg som bärs, ju större antal slag som levereras under en viss tid, desto svagare kommer varje slag att vara. Tvärtom, ju färre verktyg som bärs, desto färre blir antalet slag som levereras under en viss tid men starkare blir varje slag.

Graderade strömmar:

När gradienten av en ström bara är tillräcklig för att ge den den hastighet som krävs för att tvätta framåt sedimentet som hämtas från bifloderna, sägs det vara i klass. Om den kan transportera mer än levereras, tar den bort materialet från sängen tills det kommer till en lägre lutning.

Om det inte går att transportera allt som levereras lämnas en del av lasten som en insättning. På så sätt ökar kanalen och gradienten blir brantare gradvis, tills strömmen strömmar tillräckligt snabbt för att bära sedimentet bort.

Flodtransporter:

Allt material som bärs av en ström från de olika punkterna av erosion till deponeringsplatsen utgör strömbelastningen.

Materialet som bärs av en ström är härledd från ett antal källor som anges nedan:

(i) Huvuddelen av en strömbelastning levereras under förväxling och glidning och förskjutning av stenar från biflodernas sluttningar. Under regnar är avrinningen i början lerig, full av avfall, eftersom den tvättar hårt längs gyllene, backarna. I odlingsområdena, om grunderna plöjda är sluttande, kommer ett antal mycket små strömmar och mindre bifloder att bära det lösa, oconsoliderade materialet till huvudströmmen.

(ii) Material på grund av slitage av bankerna och sängen av strömmen bidrar till strömbelastningen.

(iii) Material från branta banker kan falla in i strömmen, eftersom de kan lösas antingen genom gravitation eller genom någon jordrörelse.

(iv) I stället för tynt utspridda vegetationer kan markmaterialets sanddamm etc. avlägsnas av vind och dessa kan tappas in i strömmen.

(v) Vulkanaska som bärs av vind kan falla in i strömmen.

(vi) Smältglaciärer som bär silt och pulveriserad sten kan flytta in i strömmen.

(vii) Grundvatten lägger till en stor mängd lösliga material.

Metoder för transport:

Strömbelastningen transporteras av en ström genom processen med dragkraft, suspension och lösning.

jag. Dragning:

Sediment för stora eller tunga att bäras i suspension bildar sängbelastningen. Dessa grövre partiklar rör sig längs strömmen och utgör sängbelastningen. Sängbelastningen genom sin slipning gör det maximala erosionsarbetet.

Partiklarna som bildar bäddbelastningen rör sig längs strömmens bädd genom att rulla, glida och salta. Vid saltning gör sedimentpartiklarna en serie hoppar eller hoppar längs strömflödet.

Detta händer när partiklar drivs uppåt genom kollisioner eller lyftas av strömmen och sedan bärs nedströms ett kort avstånd tills tyngdkraften drar dem tillbaka till strömmens bädd. Tungare partiklar som inte kan röra sig genom saltning rullar eller glider längs botten beroende på deras former.

ii. Suspension:

I de flesta fall bär strömmar huvuddelen av sin last i suspension. Det synliga molnet av sediment som är suspenderat i vatten är faktiskt den mest uppenbara delen av en strömbelastning. Under normala förhållanden bärs sand, silt och lera i suspension. Men under översvämningar bäres större partiklar också i suspension. Den totala mängden material i suspension ökar nedströms, eftersom allt fler bifloder går med i huvudströmmen.

III. Lösning:

Förutom det material som bäres mekaniskt, bärs betydande material i lösning. Det mesta av den upplösta lasten som transporteras av strömmen levereras av grundvatten. Vatten som perkolerar genom marken förvärvar lösliga jordföreningar. Det här vattnet sönder genom sprickor och porer i bäddarna nedan och kan även lösa ytterligare mineralämnen. Slutligen hittar mycket av detta mineralrika vatten sin väg till strömmar.

Det kan inse att strömmen av strömmen inte har någon effekt på strömmen att bära den upplösta belastningen. När materialet är i lösning går det vart någonsin strömmen går oberoende av strömhastigheten.

Mängden uppladdad belastning beror på klimat och geologisk inställning. Den upplösta belastningen uttrycks vanligtvis som delar av upplöst material per miljon delar vatten (delar per miljon eller ppm). Den genomsnittliga upplösta lasten av floder i världen uppskattas till 115 till 120 ppm. Ungefär 4 miljarder ton löst mineralämne levereras till vattnet varje år av strömmarna.

River Deposition:

Om de villkor som möjliggör en ström att transportera sin belastning är omvända, fortsätter strömmen att sätta in sin belastning. Alla strömavsättningar kallas alluvium.

De olika orsakerna till deponering av en ström är följande:

(a) En minskande gradient i de mellersta och nedre delarna av stora dalar leder till nedströmshastighet som leder till sedimentavsättning.

(b) Floder som strömmar genom regioner med knappt regn sjunker ofta vatten både genom snabb förångning och köp sjunker i marken. Minskad volym betyder minskad hastighet och minskad bärkraft. Deponering uppstår följaktligen.

(c) Många floder deponerar vid sina munnar där strömmen kontrolleras.

(d) Deponering orsakas också av förändringar i flodkanalernas former. Om till exempel vatten som laddas med sediment lämnar en smal, rak och jämn del av kanalen för att komma in i en bred, krökt och oregelbunden, ökar strömens friktion med sängen och bankerna och strömhastigheten minskas därför, vilket leder till att deponering av sediment.

(e) Tributar med höga gradienter levererar ofta till sina trögma huvudströmmar mer sediment än vad den senare kan tvätta framåt, vilket resulterar i avlagringar längs huvuddalen.

Avgörande hastighet och sortering av partiklar:

När hastigheten hos en ström minskar sin kapacitet att bära sedimentet minskar och det börjar släppa sedimentbelastningen. De största partiklarna är de första som löser sig. Varje partikelstorlek har en kritisk sedimenteringshastighet.

Eftersom strömhastigheten sjunker under den kritiska sedimenteringshastigheten av en viss partikelstorlek börjar sedimentet i den kategorin att lösa sig. På detta sätt tillhandahåller strömtransport en mekanism genom vilken de fasta partiklarna i olika storlekar separeras. Denna process kallas sortering vilket förklarar varför partiklar av liknande storlek sätts ihop.

Plats och typer av strömavgifter:

En ström sätter in det bärna materialet (alluvium) vid foten av branta backar, i själva strömmen, över översvämningarna och vid flodmynningen.

Alluvialfläktar och kottar:

En alluvialfläkt är en strömavsättning som är byggd där gradienten av en ström minskar abrupt. Dessa ses vanligen där en ström går ur ett berg och dyker upp i en bred dal eller mark. Denna typ av deponering beror på plötslig minskning av hastigheten hos strömmen som bär sedimentet.

Deponeringen förefaller som en fläktformad höft eller konformning mot den punkt där strömförloppet bryts och kallas en alluvialfläkt. När fläkten växer brantare, tjockare och grovare tar insättningen en något konisk form och kallas en alluvialkott.

Ibland hittar vi ett antal parallella strömmar som strömmar nerför bergssluttningen till slättmarken och skapar en serie alluviala fans. Funktionen som bildas vid sammanslagningen av intilliggande alluvialfläktar ges olika namn som Piemonte alluvialfläkt, sammansatt alluvialfläkt eller bajada (spanska termen)

Inlåning i och längs kanalen:

Snabba strömmar med måttligt höga gradienter tenderar att eroderas än deponering och därför kännetecknas deras kurser oftast av sådana egenskaper som krukhål, vattenfall och forsen än av sediment.

Det kan noteras att även i kanaler av sådana strömmar kan i vissa situationer deponering ske. Till exempel kan vi i allmänhet hitta en grusbar nedströms ett vattenfall, där grovare stenbrott som tagits bort från stupet har ackumulerats.

I en annan situation kan en flytande sidoliv bidra mer belastning till huvudströmmen än vad den senare kan bära. Detta medför att en sand eller grus deponering bildas nedströms från korsningen.

I vissa situationer kan en ström matas med så mycket sand att det tar det som kallas ett flätat mönster. Kanalen i ett sådant fall blir en labyrint av stänger mellan vilka vattnet rinner.

Sandstänger är också vanliga där strömmar strömmar i en serie böjar som kallas meanders. När en ström strömmar runt en böjning ökar vattnets hastighet på yttersidan vilket leder till erosion vid den sidan. Samtidigt sänks vattnet på insidan av meanderna vilket leder till avveckling av sediment. Dessa insättningar som uppträder på insidan av böjningen kallas punktstänger.

På vissa ställen kan en ström göra en kortslutning i sin väg en bandande en redan bildad slingruta. Slingan av kanalen kvarstår helt frånkopplad från strömmen och den bildade egenskapen kallas en ox-bow sjö eller en övergiven meander.

Naturliga hovar och flodlättar:

När en alluvial flod stiger i översvämning och så småningom övertar sina banker, sänker den mycket av sin belastning omedelbart, eftersom hastigheten minskar plötsligt så snart vattnet lämnar begränsningskanalen.

När överflödet rör sig långsamt från kanalen och andra vegetationer, bidrar den till att sakta ner sin rörelse och minska sin energi. Resultatet är att en ås av fint sediment är uppbyggt precis längs varje sida av kanalen. Sådana åsar kallas naturliga höjder.

En stor flod kan gränsas av naturliga höjder 4 m till 6 m höga. En enda översvämning kan lägga till 15 cm till 60 cm fin sand och silt. Naturliga öar finns endast längs stora floder som är tungt lastade och översvämmade ofta.

De kringliggande områdena, mellan de naturliga dalarna och dalarnas väggar, som också översvämmas, får sediment. Därför byggs flodslätter med alluviala avlagringar gradvis samman med de naturliga vattnen. Dessa slätter är kallade flodslättar. Flodslätten får ett lager av fint sediment med varje översvämning. Dessa siltbeläggningar kompletterar flodslättens fruktbarhet.

På grund av jordens bördighet är de flesta floderna täta, befolkade. De naturliga vattendragen tjänar som skydd mot översvämningarna under moderat höga vattentillstånd, eftersom vattnet håller vattnet i kanalen.

Kanaldepositioner:

Alluvium avsatt i en strömkanal kallas kanalfyllning. Dessa ackumuleringar kan ta olika former men är allmänt kända som flodstänger eller sandstänger.

Dessa avsättningar bildas på följande ställen:

(a) längs kanterna på skärmen

(b) På insidan av en skarp böjning.

(c) Omgivande hinder

d) i form av låga öar

En ström med alltför överbelastad alluvium kan sätta in sin belastning i skift i olika positioner vilket resulterar i splittring av strömmen i interlacing kanaler som återigen förenar sig. Denna funktion kallas flätad ström. Det finns också situationer där en ström sätter in och tar bort depositionerna växelvis på grund av minskning och ökning i strömhastighet. Denna funktion kallas scour and fill.

Inlåning vid kurvor:

Vid en ström som ger en uttalad böjning rör sig vattenmassan nära ytterbanan med en högre hastighet än vattenmassan nära innerbanan. Resultatet är koncentrerad erosion på de yttre områdena av kanalen som leder till en glidande lutning, dvs skurning på insidan av kurvan.

Det spiralformiga flödet av strömmar (fig 7.7) tillsammans med turbulent diffusion bär sediment från den djupa, snabba flödesdelen av strömmen på böjens utsida till det grunda, långsamma, svagare, turbulenta vattnet på insidan av böjningen där det deponeras . Således som erosion skär bort banker på ena sidan, är den motsatta sidan uppbyggd och som en följd migrerar strömmen lateralt.

deltan:

Deltas är avlagringar byggda vid munnen av sedimentbärande strömmar. Några av de sediment som floder leder till havet eller sjöarna transporteras bort av vågor och strömmar. Mycket av sedimentet ackumuleras ofta av flodernas mun, speciellt om de flyter i tidlösa eller nästan tidlösa vattenkroppar. Sådana insättningar kan bilda delta.

När floden kommer in i ett relativt havsvatten i ett hav eller en sjö sjunker hastigheten plötsligt. Denna situation orsakar så småningom att kanalen blir kvävd med sediment från det långsamma vattnet. Som en följd söker floden en kortare högre gradientväg till basnivå. I denna åtgärd delas huvudkanalen i flera mindre kallade distributörer.

Deltas kännetecknas av dessa skiftande kanaler som fungerar på motsatt sätt som av bifloder. Tributarna bär vatten i huvudkanalen medan distributörerna bär vattnet bort från huvudkanalen. Efter ett antal skift i kanalen kan ett enda delta utvecklas till en ungefär triangulär form som det grekiska brevet deltaet (A).

Faktorer som gynnar byggandet av ett delta är följande:

(i) Stor mängd sediment i strömmen.

(ii) Brist på vågor eller svaga vågor i den mottagande stillastående vattenkroppen (sjö, sjö).

iii) Salthalt av havet. Salt verkar som en koagulator av lerkomponent i sedimenten.