Vatnsrúm

frá Wikipedia, ókeypis alfræðiorðabókinni
Fara í siglingar Fara í leit

Árbotninn (stundum einnig farvegur [1] ) er sá hluti árinnar sem takmarkar flæðandi vatn niður og til hliðanna. Í vökvakerfi er árfarvegurinn kallaður farvegur . Það fer eftir stærð flæðandi vatn, Oft er gerður greinarmunur á milli ánni rúminu (fyrir stór rennandi vatni, ám ) og læknum rúm (fyrir lítil flýtur vatn, Brooks ).

Árbotninn samanstendur af árbotni - botni árinnar - og bakkanum , [2] eftir skilgreiningu upp á efri brún fyllingarinnar eða að meðalvatnslínu . Vatnshlotið samanstendur af vatnshlotinu (rúmmáli vatnsins sjálfrar), vatnsbotninum (girðing vatnsins frá rúminu og bakkanum) og tilheyrandi vatnslagi . [3] Rannsókn og lýsing á vatnsbotnum er verkefni vatnsmeðferðar . Vatnsbotn myndast í flóknu samspili staðbundins loftslags, jarðfræði og jarðfræði, gróðurs og áhrifa mannlegrar notkunar. Náttúrulegir vatnsbotnmyndunarferlar eru rof ( rof ), flutningur og silting (sem fylgir rennandi setlögunum sem kallast). Vatnsrýmum er meðal annars lýst með lengdar- og þversniðum og línunum (hlaupalögun). Það eru samskipti við náttúrulega flóðasvæðið, flóðasvæðið . Þetta er þó ekki innifalið í vatnsbeðinu. Lögun dalsins hefur heldur enga beina tengingu við árbotninn; hann var oft búinn til við allt aðrar vökvaaðstæður í jarðfræðilegri fortíð, en árfarvegurinn (án beinna mannaáhrifa) er í jafnvægi við núverandi flæðiskerfi.

Í hinu beita samhengi, sérstaklega þegar um er að ræða endurmyndun, er eiginleikum vatnsbotnsins lýst sem vatnsbyggingu (sjá grein Vatnsbygging gæði ).

Hugtakið er ekki algengt fyrir banka og botn af standandi vatni.

Myndun vatnsrúma

Orkan fyrir myndun vatnsbotnsins er fengin með því að vatnið flæðir í burtu eftir þyngdaraflinu, krafturinn sem verkar á vatnsbotninn er kallaður klippaálag . Flutningskraftur vatnsins er beint háður rennslishraða, sem eykst með vaxandi halla og með auknu vatnsrennsli. Með því að flæða mikil hækkun vatnsborðs er því aðallega ábyrgur fyrir myndun rúmsins í flóðum í náttúrulegu ástandi. Að auki fer flutningskraftur fyrir fast efni mjög eftir kornastærð þeirra. Gróft efni fer eftir eins rusl á ánni rúminu , en fínt efni fer eftir eins stöðvaðar máli í vatninu. Raunverulegur flutningur fer einnig eftir því hversu mikið af föstu efni rennandi vatn er þegar með. Það fer eftir flæðishraða, föst efni á rúminu og bakkanum eru fjarlægð (rof), flutt með rennandi vatni eða sett aftur; þær eru flokkaðar eftir kornastærð eftir því sem straumurinn minnkar. Botninn bremsar vatnið eftir grófleika þess , sem þýðir til dæmis með sama vatnsmagni, þröngt og djúpt vatn flæðir hraðar en breitt (allt að ákjósanlegri breidd fyrir neðan sem áhrif bankanna eru afgerandi). Hins vegar er mjög breiður sóli ekki á sama stigi; Jafnvel litlar truflanir leiða til óreglu, sem að lokum vaxa í malarbakka og eyjar. Gróðurinn hefur einnig áhrif á grófleika. Eftirfarandi er nauðsynlegt fyrir náttúrulega myndun árbotnsins: halla, staðbundið loftslag (ákvarðar magn og dreifingu úrkomu og þar með vatnsmagn og afrennslisáætlun ), jarðfræði vatnasviðs (veðrunarþol steina og kornastærðirnar sem myndast).

Hlaupa þróun

greinótt árfarvegur með demantalaga malareyjum: Lech í Austurríki
sveigjanlegt árbotn með oxbogavötnum á Yamal -skaga , Síberíu
samtvinnað vatn við Rakaia -ána , Nýja -Sjáland

Það fer eftir stigi, samspil rofs og uppsöfnunar setlags leiðir til allt annarrar lögunar árbotna. [4]

bara
Í mjög bröttu vatni er flutningskrafturinn svo mikill að nánast ekkert rusl kemst niður, afleiðingin er bein vatnsrennsli í kjölfar dalhallarinnar (getur einnig átt sér stað við lægri rennslishraða ef fastálagið er mjög lágt, til dæmis í útstreyminu af vötnum)
greinótt
Með aðeins lægri halla fer mikið af grófu rusli með, sem setur aftur niður á svæðum með örlítið minni flæðishraða. Setin mynda sand- eða mölbakka sem þorna út sem eyjar þegar vatnsborðið lækkar. Innan hinnar breiðu, afmörkuðu flóðrásar rennur vatnið síðan í kerfi samtengdra farvega sem flæða um einkennandi, demantalaga mynstur eyja. Kvíslóttar rásir koma venjulega fram í brekkum á bilinu um það bil 4 til 2 prósent.
sveigja
Ef halli er mjög lágur, er beygingarróun ráðandi utan á beygjunum í vatninu, en vatnsbotninn er varla rofinn. Þess vegna aukast allar beygjur smám saman af sjálfu sér, þannig að vatnið flæðir í breiðum bogum og lykkjum. Tvær andstæðar lykkjur geta færst í átt að hvor annarri þar til bankinn á milli er alveg slitinn. Meikað bylting á sér stað þar sem gömlu lykkjurnar sem ekki eru lengur flæddar eru skornar af sem oxbogavötn . Dæmigerð sveiflumyndun á sér aðeins stað með halla undir 2 prósentum.

Í raun og veru eru þessi hugsjón-dæmigerðu form tengd hvert öðru með blönduðu formi og umbreytingum. Mörg þessara blendingaforma hafa fengið sitt eigið heiti, dæmi væru samtvinnað flæði eða anastomosing flæði .

Hlaupategundir

Til viðbótar við að lýsa vatnsbotnum sem beinum, greinóttum eða hlykkjóttum, hafa verið þróaðar fjölmargar aðrar gerðir sem gera fínlegri aðgreiningu kleift. Til dæmis hefur Montgomery og Buffington leturfræði fyrir fjallalækna fundist víða. [5] [6] Þeir greina fyrst eftir eðli efnisins sem vatnið sker í:

  • standandi klettur (berggrunnur). Vatnshlot með árfarvegi koma fyrir í mjög bröttum vatnsföllum, en flutningsgeta þess er mikil miðað við setlag.
  • Colluvium . Vatn í setlögum brekkuhalla (sem ekki lögðust af vatninu sjálfu) eru venjulega lítil uppsprettur og efri lækir.
  • Alluvium . Völlurinn í setlögum sem þeir hafa lagt fyrir er dæmigerður fyrir öll stærri vatnsföll.

Svalvatnið myndar fjölda annarra formfræðilegra tegunda, sem aðallega ákvarðast af brekkunni:

  • Cascades. Í mjög bröttum vatnsrúmum með innfelldum grjóti með hraðri til ókyrrðri losun myndast vatnslíkar rennslisstrekkir.
  • Skref laug. Með örlítið lægri halla myndast rólegir teygjur eða jafnvel brekkusvipur, sem skiptast í vatnsfallinu, í smærri vatnsföllum á bak við stærri hindranir eins og grjót.
Vatnsrennslisleið með litlum árbotnum : Teichbach í Svartaskógi
  • flatt vatn (vatn). Ef halli er aðeins minni, rennur vatnið ókyrrð yfir næstum flatt sandlag, möl og grjót. Það vantar rytmíska röð vatnsfalla með skotstraum og rólegar víðáttur. Styrkt árfarvegur er dæmigert, þar sem slitið slitlag úr grófu rústum verndar fína efnið sem liggur undir frá útfellingum. Þetta er aðeins flutt ef mjög mikil flóð verða.
  • Fords og Kolke [7] (að öðrum kosti: hratt og rólegt) (sundlaugarhringur): Með enn lægri halla, fyrir neðan u.þ.b. 1,5 prósent bekkhalli, myndast vötnin venjulega ekki beint, heldur vinda form. Árbotninn myndar taktfasta röð af yfirfullum sandi eða malarbökkum (vöðvum), þar sem, reglulega með um fimm til sjö sinnum breidd vatnsins, rólegar breikkanir, laugarnar eru settar inn. Laugar myndast utan á beygjum eða á bak við hindranir þvert yfir ás vatnsins, svo sem trjástofna ( dauður viður ). Setlög eru flutt frá skurð til skurðar á flóðum.
  • Sandöldur og bylgjupappa ( dún-gára ): Sérstaklega í hægfljótandi vatni með sandbotni myndar setið flutningslíki með bylgjað yfirborð, sem eru kallaðir bylgjupappar með mál á milli sentimetra til desímetra sviðs og sandöldur á tugum til metra. Ef þeir flytja uppstreymi með meiri flæðishraða, talar maður um anddúra. Venjulega er seti endurraðað jafnvel við lágan flæðishraða. Ef þetta gerist líka þegar vatnsborðið er lágt, sem er aðallega vegna truflana manna, er það kallað „sanddrif“. Vatn með rekasandi eru líffræðilega fjandsamleg byggð.

Efni vatnsbotnsins

Vatnsbotn allra vatnshlífa vökvans fer án mannlegrar áhrifa fyrst og fremst á rennslishraða vatnshlotsins. Því hraðar sem vatnið flæðir því grófara efni getur það flutt. Fínt set myndar hins vegar jarðvegshræringar sem auka stöðugleika þeirra þegar þær eru rofnar samanborið við einkorna uppbyggingu. Þetta þýðir að efni sem var afhent með ákveðnu flæðishraða getur mögulega aðeins verið virkjað aftur með hærra hraða. Flutningsgeta vatnsins fer einnig eftir því hversu mikið set það er þegar með. Til að koma í veg fyrir djúpa veðrun og aðra rof er mörgum vatnsföllum bætt við álagi með rúmmáli (stjórnun álags á rúmi) [8] , sérstaklega í vatnshlotum sem eru tilbúnar til að tæma rúmmál vegna annarra vökvaverkfallsaðgerða (t.d. lón).

Eftirfarandi yfirlit [9] gefur gróft yfirlit yfir hvaða kornastærðir er hægt að flytja með hvaða hraða vatnsins:

  • meira en 300 cm / s: blokkir, blokkir, meira en 80 mm í þvermál
  • 200 til 300 cm / s: steinar, meira en u.þ.b. 60 til 80 mm í þvermál
  • 150 til 200 cm / s: gróf möl , 20 til 60 mm í þvermál
  • 75 til 150 cm / s: miðlungs möl, 6 til 20 millimetrar í þvermál
  • 50 til 75 cm / s: fín möl, 2 til 6 millimetrar í þvermál
  • 25 til 50 cm / s: grófur sandur , 0,6 til 2 millimetrar í þvermál
  • 17 til 25 cm / s: miðlungs sandur, 0,2 til 0,6 mm í þvermál
  • 10 til 17 cm / s: fínn sandur, 0,06 til 0,2 mm í þvermál

Set sem flæðandi vatnið ber með sér þegar rusl er flutt veltandi eða hoppandi á jörðina og þar með námundað sem rúst við brúnirnar. Jafnvel fínni efni en fínn sandur, þ.e. silt og leir , er venjulega ekki borið með sem rusl, heldur fínt dreift sem gruggugt vatn (sviflausn). Það er einnig hægt að flytja með mjög lágu flæði.

Vegna þessa sambands fer efnið sem vatnsrúmið er byggt af flæðishraða. Þetta veltur aftur á móti, auk vatnsmagnsins, fyrst og fremst á hallanum. Þar af leiðandi, sandur -lagaður lækir myndast í svæðum þar sem geta stigul, og möl-lagaður straumum í landslags með hærri halli. Þar sem rennslishraði í miðju farveginum er venjulega meiri en á bökkunum, þar sem einnig hægir á honum með gróðri bankans, er hægt að leggja stóran hluta efnisins fyrir á bankasvæðinu í hægfljótum ám, þar sem það er getur myndað náttúrulegar stíflur ( stíflu bakka ár ). Stundum leiðir rof einnig til þess að fína efnið skolast burt efst, þannig að árbotninn samanstendur af grófum steinum sem vernda fína setið að neðan fyrir frekari rof („brynjað“ lag). Ef þetta árbotn er rofið í skelfilegum atburði er það kallað botnbraut .

Til viðbótar við ólífræn setið tekur lífrænt efni úr jurtaríkinu einnig þátt í myndun jarðar í náttúrulegum ám. Í lækjum er þetta aðallega efni sem kemur utan frá, svo sem haustlauf árlegs lauffalls eða dauður viður dauðra trjáa á bökkunum.

Það eru sérstakir eiginleikar í vatnshlotum þar sem rúmin rofna í grjót og jarðveg sem samanstendur af lausu seti, svo sem loess ; Slíkt efni sem kemur utan frá er kallað allochthonous . Í þessum tilfellum er setið að miklu leyti ákvarðað af upphafsefninu auk flæðishraða.

bólga

  • Heinz Patt, Peter Jürging, Wener Kraus: Náttúruleg vökvaverkfræði . Springer Verlag, 1998, ISBN 3-540-61666-7 .

Einstök sönnunargögn

  1. ^ Færsla í Lexicon of Landafræði, Spektrum.de
  2. DIN 4047 hluti 5: Landbúnaðarvökvaverkfræði, hugtök: þróun og viðhald vatnshlota
  3. DIN 4049 1. hluti: Vatnafræði, grundvallarskilmálar.
  4. stofnað af Luna Leopold & M. Gordon Wolmann: River Channel Patterns: Fléttað, hlykkjótt og beint . Innanríkisráðuneyti Bandaríkjanna, Jarðfræðirannsóknarblöð 282 B, 1957.
  5. David R. Montgomery og John M. Buffington (1997): Formgerð í rásum í frárennslisstöðvum fjallsins . Geological Society of America Bulletin vol. 109, nr. 5: 596-611.
  6. ^ Peter A. Bisson, David R. Montgomery, John M. Buffington: Valley Segments, Stream Reaches og Channel Units . 2. kafli í F. Richard Hauer og Gary A. Lamberti (ritstjórar): Methods in Stream Ecology , önnur útgáfa, Academic Press; Elsevier. 23-49. ISBN 978-0-12-332908-0
  7. Brunke, M., Purps, M., Wirtz. C. (2012): Fjarðir og laugar í rennandi vötnum láglendisins: formgerð, búsvæði fyrir fisk og endurnýtingaraðgerðir. Vatnafræði og vatnsstjórnun 56 (3): 100–110.
  8. Stjórnun rúmaálags. Umhverfisskrifstofa Bæjaralands, 2016
  9. eftir Wilfried Schönborn, Ute Risse-Buhl: Textbook of Limnology. 2. útgáfa. Schweizerbart-Verlag, Stuttgart 2012, ISBN 978-3-510-65275-4 . Tafla 12 á blaðsíðu 89.

Vefsíðutenglar

Commons : Stream rúm - safn af myndum, myndböndum og hljóðskrám