Meander

En meander er en kurve beskrevet av løpet av en elv , hvis sinusitet er uttalt. De dannes lettere i alluviale sletteelver med svært lave gradienter. Sedimentene avsettes vanligvis i den konvekse delen av meanderen, og går videre langs kysten , mens i den konkave, på grunn av sentrifugalkraften , dominerer erosjon og tilbaketrekning av kysten . [ 1 ] Kombinasjonen av fremrykningen av kysten i de konvekse delene og tilbaketrekkingen i de konkave produserer migrasjonen av kanalen og derfor utviklingen av meanderen.

Når to buede kanaler møtes på grunn av erosjon, skjærer elven seg gjennom området der strømmene motsetter hverandre og det dannes en hestesko- eller oksebuesjø , siden sedimentene lukker inngangen og utgangen til den gamle meanderen, og forblir utenfor elveleiet. Noen av disse tørre buktningene får lokale navn: i Aragón kalles Ebro-elvens tørre bukter galachos ; i USA, i sørvest er de også kjent som "hjørner", og i sør kalles de gamle grenene og buktningene til Mississippi-elven bayou , et ord som i forlengelsen brukes på de samme elementene andre steder.

Etymologi

Ordet meander kommer fra den greske Meander (Μαίανδρος), navnet på en anatolisk elv som i dag heter Büyük Menderes . Det ser ut til at Meanderen alltid overrasket grekerne for sin måte å snirkle seg frem på. Dermed ble egennavnet et vanlig navn: slyngningen av en elv.

Forløpet er så ekstremt slynget at alt slynget kalles buktende. Strabo [ 2 ]

Meandergeometri

Den tekniske beskrivelsen av et buktende vassdrag kalles meandergeometri. [ 3 ] Det er karakterisert som en uregelmessig bølgeform. Ideelle bølgeformer, for eksempel en sinusbølge, representerer en tykk linje, men i tilfelle av et elveløp må bredden tas i betraktning. Bredden mellom bredder er banens avstand målt i et tverrsnitt på nivå med elvens flom, vanligvis manifestert ved de laveste vegetasjonslinjene.

Siden bølgeformen til en buktende strøm følger dalens nedadgående akse, kan den betraktes som en rett linje tilpasset kurven slik at summen av alle amplituder målt i forhold til den er null. Denne aksen representerer den generelle retningen til strømmen.

Ved et hvilket som helst tverrsnitt følger strømmen den sinusformede aksen, midtlinjen til kanalen. To påfølgende punkter på den sinusformede aksen og dalen definerer en løkke av meanderen. En meander er dannet av to påfølgende løkker som peker i motsatte tverrretninger. Avstanden til en meander langs dalaksen er meanderlengden eller bølgelengden . Den maksimale avstanden fra dalens akse til den slyngede aksen til en løkke er bredden eller amplituden til meanderen. Kurset på det punktet er apex eller apex.

I motsetning til sinusbølger har løkkene til en buktende bekk en mer sirkulær form. Krumningen varierer fra et minimum ved toppunktet til uendelig ved krysningspunktet (rett linje), også kalt bøyningen, fordi krumningen endrer retning i sitt nabolag. Sløyferadiusen anses å være den rette linjen vinkelrett på skjæringspunktet mellom dalaksen og slyngeaksen i spissen. Siden sløyfen ikke er ideell, trengs tilleggsinformasjon for å beskrive den. Orienteringsvinkelen er vinkelen mellom viklingsaksen og dalaksen på et hvilket som helst punkt på viklingsaksen.

En løkke i toppunktet har en konveks ytre kant og en konkav indre kant. Meanderbeltet er definert av bredden av en midlere meander, målt fra ytre bredd til ytre bredd, i stedet for senterlinje til senterlinje. Hvis det er en flommark, strekker den seg utover meanderbeltet: det sies å være en fri meander – den kan finnes hvor som helst i flomsletten. Hvis det ikke er flomslette, er buktningene fikset.

Det er flere matematiske formler som beskriver variablene for meandergeometri. Som et resultat kan noen numeriske parametere som vises i disse formlene angis. Bølgeformen avhenger til syvende og sist av egenskapene til strømmen, men parametrene er uavhengige av den og er tilsynelatende forårsaket av geologiske faktorer. Generelt er lengden på meanderen 10-14 ganger, med et gjennomsnitt på 11 ganger, hele bredden av bankene og 3-5 ganger, med et gjennomsnitt på 4,7 ganger, krumningsradius ved toppunktet. Denne radiusen er 2-3 ganger bredden av kanalen.

En meander har også et dybdemønster. Krysset er preget av stryk, eller grunne senger, mens det ved toppene er bassenger. I et svømmebasseng er strømningsretningen nedover, og sliter bort materiale fra sengen. Det større volumet flyter imidlertid saktere på innsiden av kurven, hvor det på grunn av hastighetsreduksjonen avsetter sedimenter.

Linjen med maksimal dybde, eller kanal, er bunnlinjen eller thalweg -linjen . Det angir normalt grensen når elver brukes som politiske grenser. Truget klemmer den ytre bredden og går tilbake til sentrum i strykene. Meanderbuelengden er avstanden langs trauet til en meander. Lengden på elven er lengden langs senterlinjen.

Trening

Meanderdannelse er litt av en feilbetegnelse som viser til de naturlige faktorene og prosessene som gir opphav til meandere. Bølgeformkonfigurasjonen til en strøm er i konstant endring. Så snart en sinusformet kanal er dannet, utsettes den for en prosess hvor amplituden og konkaviteten til løkkene økes dramatisk av virkningene av spiralstrømning på grunn av den økte mengden erosjon som oppstår på utsiden av en sinusformet kanal. Med ordene til Elizabeth A. Wood: [ 4 ]

(...) denne oksebuingsprosessen ser ut til å være en selvforsterkende prosess...hvor høyere krumning forårsaker mer strandlinjeerosjon, noe som oversetter seg til høyere krumning (...) Elizabeth A. Wood [ 5 ]

Helisk strømning er forklart som en overføring av momentum fra innsiden av kurven til utsiden. Så snart strømmen kommer inn i en kurve, blir noe av det momentumet omdannet til vinkelmomentum, og bevaring av det vil kreve en økning i hastigheten inne og en reduksjon utenfor, nøyaktig det motsatte av hva som skjer. Sentrifugalkraft løfter overflaten på utsiden og beveger overflaten av vannet på kryss og tvers. Dette vannet beveger seg ned for å erstatte grunnvannet som presses tilbake på enden av kurven. Resultatet er spiralstrømning, og jo større krumning, desto større vinkelmoment og sterkere kryssstrømmer. [ 6 ]

Spørsmålet som skal besvares er hvorfor bekker av enhver størrelse blir buktende i utgangspunktet. Det er flere teorier, som ikke nødvendigvis utelukker hverandre.

Stokastisk teori kan ha mange former, men en av de mest generelle er den som ble formulert av Scheidegger:

Meandertoget er ment å være et resultat av stokastiske fluktuasjoner i strømningsretningen, på grunn av tilfeldig tilstedeværelse av retningsendringer på grunn av hindringer i elveløpet. Scheidegger [ 7 ]​ [ 8 ]

Men når det gjelder et område med liten helning, kan strømmen av elvestrømmer føre til opptøyer eller meandere som ikke alltid skyldes tilfeldigheter, siden meander til venstre dominerer (det vil si mot øst på grunn av terrestriske rotasjonsbevegelse og den påfølgende større eller mindre energien som spres av strømmen i henhold til nevnte bevegelse Naturlige overflater er eroderbare i forskjellig grad avhengig av helningen og konstitusjonen av jord og undergrunn Resultatet av alle de fysiske faktorene som virker tilfeldig gjør at kursene ikke være rett, og deretter bli progressivt svingete Selv kurs eller kanaler som virker rette har en svingete trau som til slutt fører til en svingete kanal ettersom den overdriver.

Likevektsteori

I likevektsteorien avtar meandere inntil bekkegradienten når en balanse mellom terrengets eroderbarhet og bekkens bæreevne (både vann og avsetninger). [ 9 ] En synkende vannmasse må gi fra seg potensiell energi, som, siden den har samme hastighet på slutten som den har i begynnelsen, fjernes ved interaksjon med bekkebunnsmaterialet. Den korteste avstanden, det vil si en rett kanal, resulterer i den høyeste energien per lengdeenhet, noe som forstyrrer kanalene mest, og skaper mer sediment og bekkaggregering. Tilstedeværelsen av slyngninger langs banen gjør at lengden kan justeres inntil det oppnås en balanse av energi per lengdeenhet der strømmen fører bort alle sedimentene den produserer.

Geomorf/morfotektonisk teori

Geomorf refererer til strukturen til landoverflaten og morfotektonisk har å gjøre med den dypere, eller tektoniske (plate), strukturen til bergarten. Funksjoner som er inkludert i disse kategoriene er ikke-tilfeldige og guidestrømmer langs ikke-tilfeldige stier. Det er de forutsigbare hindringene som forårsaker dannelsen av meandere for å avlede bekken. For eksempel kan en sandbanke (geomorf) avlede strømmen, forårsake eller påvirke meandermønsteret, [ 10 ] eller strømmen kan styres av eksistensen av en forkastning (morfotektonisk).

Tilknyttede landformer

Erosjonsmekanikk

De fleste buktningene forekommer i de nedre delene av elven. Erosjonen er større på utsiden av kurven der hastigheten er større. Sedimentavsetning skjer ved den indre kanten fordi elven i sakte bevegelse ikke kan bære sedimentbelastningen sin, noe som skaper en skråning, kalt en punktstang . Den raskere bevegelsen på utsiden av kurven har mer erosiv kapasitet og meanderen har en tendens til å vokse i retning bort fra kurven, og danner en liten klippe eller kuttet bank . Dette kan sees i områder der piletrær vokser langs elvebredder; på innsiden av svinger er pilene ofte langt fra bredden, mens på utsiden av svingen er pilenes røtter ofte blottlagt nedenfor som til slutt fører til at trærne faller i elva. Dette viser sirkulasjonen til elva. Fallet skjer vanligvis i de konkave delene av bredden, og forårsaker massebevegelser, for eksempel jordskred.

Typer

Vandrende bukter

De utgjør de hyppigste buktningene i nedre elveløp. Dens tilstedeværelse indikerer en veldig lav helling av elven, og det er forekomstene på bredden, spesielt på høyre bredd, som tvinger elven til å slynge seg over et vandrende lag.

Abandoned Meander Embedded meanders

Hvis området som strømmen flyter gjennom senere blir utsatt for tektonisk løft, gjenopptar de slyngende kursene erosjon nedover igjen, i en prosess kjent som foryngelse . Slyngningene vil ende opp som en dyp dal, og er kjent som lommeslynge. Elvene på Colorado-platået og bekkene på Ozark-platået har flere fremtredende bukter av denne typen. Socket meanders kan også dannes med en global senking av basisnivået på grunn av fall i havnivået. Innfelte meandere er ønskelige steder for bygging av festningsverk.

Abandoned Meander

De forlatte buktningene, hesteskosjøene, galachos på aragonesisk ( oxbow lake på engelsk) blir til når buktningene vokser mer og mer og krysser hverandre, skjærer en løkke av meanderen og etterlater den uten aktiv strøm. Over tid har disse forlatte armene en tendens til å tørke ut eller fylles med sediment.

I det sørvestlige USA er det også kjent som en "nook." Et fremtredende eksempel, ved Lake Powell , kalles passende "The Nook."

Barer

Stolpene er et resultat av kontinuerlige laterale migrasjoner av en meanderløkke som skaper en asymmetrisk topp og nedpresset topografi [ 11 ] på innsiden av kurvene. Topografien, generelt parallelt med meanderen, er relatert til migrasjonen av stangen former og dykker tilbake [ 12 ] der sedimenter er skåret ut fra utsiden av svingen og avsette sedimenter i vannet som renner sakte inne i løkken, i en prosess som kalles lateral akkresjon. Sedimentstenger er preget av kanalkryssing og et mønster av raffinerte løft. [ 13 ] Disse funksjonene er et resultat av den fluviale dynamikken i systemet, der større korn bærer høy energi under flom og deretter gradvis faller nedover, og avsettes mindre materiale over tid (Batty 2006). Avsetninger i buktende elver er generelt homogene og sideveis ekspansive, i motsetning til de mer heterogene elveavsetningene. [ 14 ]

Det er to søyleavsetningsmønstre: eddy accretion-mønsteret og dot bar-mønsteret. Når man ser nedover elvedalen, kan de skilles ut fordi prikkestrekene er konvekse forskyvningsmønstre og virvelopphopningsmønstrene er konkave. [ 15 ] Barer er ofte lysere ved toppene av rygg og mørkere ved kanaler. Dette er fordi den øvre delen kan modelleres av vinden, enten legge til eller fjerne korn og holde området uten vegetasjon, mens mørket i kanalene kan tilskrives vasking av silt og leire i perioder med flom. Dette tilfører sediment pluss at vannet som er igjen i kanalene er i sin tur et gunstig miljø for vegetasjonen som også samler seg i kanalene.

Tilknyttede konsepter

Meanderforholdet [ 16 ]​ eller sinuositetsindeksen [ 17 ]​ er et middel til å kvantifisere antall meandere av en elv eller bekk (hvor mye dens kurs avviker fra kortest mulig vei). Det beregnes som banens lengde delt på dalens lengde. En perfekt rett elv vil ha et meanderforhold på 1 (som vil være samme lengde som dalen), mens jo høyere forholdet er, desto flere meander vil elven ha.

Sinuøsitetsindeksen beregnes fra et kart eller flyfoto ved å måle avstanden, kjent som rekkevidden, som må være minst 20 ganger den gjennomsnittlige kanalbredden. Lengden på bekken måles ved bunnen eller thalweg , lengden pluss rekkevidden, mens den nedre verdien av forholdet er lengden nedover dalen eller luftavstanden til bekken mellom to punkter som fastsetter rekkevidden.

Sinuositetsindeksen spiller en rolle i matematiske beskrivelser av bekker. Indeksen kan trenge utdypning fordi dalen ikke alltid bukter seg; for eksempel er neddalslengden ikke identisk å nå. I dette tilfellet er dalindeksen dalsvingningsforholdet, mens kanalindeksen er kanalsvingningsforholdet. Kanalens sinuositetsindeks er lengden på kanalen delt på lengden på standarddalen og sinuositetsindeksen er indeksen til kanalen delt på dalens indeks. Skillene kan være enda mer subtile. [ 18 ]

Sinuositetsindeksen har også en ikke-matematisk nytte. Strømmer kan klassifiseres i kategorier i henhold til disse indeksene; For eksempel, når indeksen er mellom 1 og 1,5, svinger elven seg, men hvis den er mellom 1,5 og 4, vil den bukte seg. Indeksen er også et mål på vannhastigheten og sedimentbelastningen, som vil være maksimal ved en indeks på 1 (rett).

Geometriske trekk

Basert på statistiske studier og gjennom regresjoner, har noen forfattere som Leopold [ 19 ] vært i stand til å etablere noen sammenhenger mellom lengden på meanderne (L) og bredden på kanalen (w) og også med gjennomsnittlig krumningsradius ( rm ) . De empiriske formlene beregnet av forskeren er gitt nedenfor.




Hvor L; rm ; _ og w er uttrykt i fot.

Se også

Referanser

  1. ^ Strahler: 428.
  2. ↑ Strabo, Geography , Bok 12, Kapittel 8 Seksjon 15.
  3. ↑ De tekniske definisjonene i denne delen er i stor grad hentet fra Julien, Pierre Y. (2002). Elvemekanikk . Cambridge University Press. s. 179–184 . ISBN  0521529700 .  I tillegg benyttes begreper fra Graf, Walter (1984). Hydraulikk for sedimenttransport . Vannressurspublikasjoner. s. 261-265. ISBN  0-918334-56-X . 
  4. ↑ Wood, Elizabeth A. (1975). Science from Your Airplane Window: 2nd Revised Edition . New York: Courier Dover Publications. s. 45 . ISBN  0486232050 . 
  5. ^ "... denne prosessen med å lage meanders ser ut til å være en selvforsterkende prosess ... der større krumning resulterer i mer erosjon av banken, noe som resulterer i større krumning ..."
  6. ^ Hickin, Edward J. (2003). Slingrende kanaler . I Middleton, Gerard V., red. Encyclopedia of Sediments and Sedimentary Rocks . Dordrecht, Boston, London: Kluwer Academic Publishers. s. 434–435 . ISBN  1-4020-0872-4 . 
  7. ↑ Scheidegger, Adrien E. (2004). Morfotoktonikk . Berlin, New York: Springer. s. 113. ISBN  3540200177 . 
  8. ↑ "Meandertoget antas å være et resultat av de stokastiske fluktuasjonene i strømningsretningen på grunn av tilfeldig tilstedeværelse av retningsendrende hindringer i elvebanen."
  9. ↑ Riley, Ann L. (1998). Restoring Streams in Cities: A Guide for Planners, Policymakers and Citizens . Washington DC: Island Press. s. 137. ISBN  1559630426 . 
  10. ↑ "S-kult! - AS & A2 Level Geography Revision - Quicklearn» . Arkivert fra originalen 29. april 2008 . Hentet 29. desember 2008 . 
  11. ^ Woolfe og Purdon (1996). "Forekomster av en raskt eroderende buktende elv: terrasse kuttet og fyll ut Taupo vulkanske sone". New Zealand Journal of Geology and Geophysics 39 : 243-249. 
  12. ↑ K. Whipple (september 2004). "Alluviale kanaler og deres landformer". Overflateprosesser og landskapsutvikling . 
  13. ↑ Sam Boggs, Jr. (2003). Prinsipper for sedimentologi og stratigrafi (4. utgave). NJ: Pearson Prentice Hall.  
  14. ^ G. Wasser (2005). «En sammenligning av buktende elveavsetninger fra Middle Belly River og hesteflue med nylige avsetninger fra Milk River Valley; Sentrale og sørlige Alberta". Canadian Natural Resource Limited (Calgary, Alberta). 
  15. ↑ Norman D. Smith og John Rogers (1999). Fluvial Sedimentology (6 utgaver). blackwell publisering. 
  16. ^ Shaw, Lewis C. (1984). Pennsylvania Gazetteer of Streams del II . Bulletin nr. 16. Commonwealth of Pennsylvania, Department of Environmental Resources. s. 8. 
  17. ↑  
  18. ^ Singh, R.Y. (2005). "Grensesnittdreneringsanalyse av et vannskille" . I Jansky, Libor; Haigh, Martin J.; Prasad, Hushila, red. Bærekraftig forvaltning av overvannsressurser: Forskning fra Afrika og India . Tokyo, New York: United Nations University Press. s. 87–106 . ISBN  92-808-1108-8 . 
  19. ↑ Luna B. Leopold. Elvemorfologi som en analog til Darwins teori om naturseleksjon . Professor emeritus ved University of Berkeley, California. [1] (på engelsk)

Bibliografi

Eksterne lenker