Stream Channel Types
In un singolo torrente possiamo spesso riconoscere tre diversi tipi di canali. Questi tipi unici di canali si sviluppano in risposta ai cambiamenti nella velocità della corrente, nella struttura dei sedimenti e nel grado della corrente.
I canali situati nella parte superiore di molti corsi d’acqua tendono ad essere stretti con il flusso che si muove ad alte velocità (Figura 10z-1). Le alte velocità di flusso trovate in questi torrenti sono il risultato di una ripida pendenza e della gravità. All’interno di questi sistemi di torrenti, l’erosione è un processo molto attivo in quanto il canale cerca di adattarsi alla topografia del paesaggio. La deposizione avviene principalmente durante i periodi di basso flusso. Come risultato, i depositi della pianura alluvionale sono molto limitati, e il letto del torrente è molto transitorio e poco profondo.
Figura 10z-1: Raggio superiore di un torrente nelle Montagne Rocciose, Canada.
I torrenti con alti carichi di sedimenti che incontrano un’improvvisa riduzione della velocità del flusso hanno generalmente un tipo di canale intrecciato (Figura 10z-2). Questo tipo di canale si verifica spesso più in basso nel profilo del torrente, dove la pendenza cambia da ripida a dolcemente inclinata. In un torrente intrecciato, il canale principale si divide in un certo numero di canali più piccoli, interconnessi o intrecciati. I canali intrecciati tendono ad essere larghi e poco profondi perché i materiali del letto sono spesso grossolani (sabbie e ghiaie) e non coesivi.
Figura 10z-2: Canale di torrente intrecciato.
I canali meandri si formano dove i torrenti scorrono su un paesaggio relativamente piatto con un’ampia pianura alluvionale (Figura 10z-3). Tecnicamente, si dice che un torrente è serpeggiante quando il rapporto tra la lunghezza effettiva del canale e la distanza in linea retta tra due punti del canale è maggiore di 1,5. I canali in questi torrenti sono caratteristicamente a forma di U e migrano attivamente sull’estesa pianura alluvionale.
Figura 10z-3: Canale di torrente a meandri.
Caratteristiche del canale del torrente
All’interno del canale del torrente ci sono una varietà di letti sedimentari e strutture. Molte di queste caratteristiche dipendono dalla complessa interazione tra la velocità della corrente e la dimensione dei sedimenti.
I torrenti che trasportano sedimenti grossolani sviluppano barre di sabbia e ghiaia. Questi tipi di barre si vedono spesso nei torrenti intrecciati che sono comuni nelle aree elevate (Figura 10z-4). Le barre si sviluppano nei torrenti intrecciati a causa delle riduzioni del deflusso. Due condizioni causano spesso la riduzione della portata: la riduzione del gradiente del torrente e/o la riduzione del flusso dopo un evento di precipitazione o lo scioglimento primaverile di neve e ghiaccio.
Figura 10z-4: Canale di torrente intrecciato con barre di ghiaia.
Le barre puntuali si sviluppano dove il flusso del torrente è localmente ridotto a causa dell’attrito e della ridotta profondità dell’acqua (Figura 10z-5). In un torrente serpeggiante, le barre puntiformi tendono ad essere comuni all’interno di una curva del canale.
Figura 10z-5: Canale di torrente serpeggiante visto dall’alto.
In torrenti rettilinei, depositi simili a barre possono formarsi in risposta al thalweg (frecce rosse Figura 10z-6) e al flusso elicoidale. La Figura 10z-6 mostra una vista dall’alto di questi depositi e delle caratteristiche correlate.
Figura 10z-6: Vista dall’alto delle caratteristiche deposizionali trovate in un tipico canale di corrente rettilinea.
In questo canale di corrente rettilinea, le barre si formano nelle regioni della corrente lontano dal thalweg. I riffles, un altro tipo di deposito grossolano, si sviluppano sotto il thalweg in luoghi dove il flusso più veloce si muove verticalmente nel canale. Tra i riffles ci sono delle pozze di lavaggio dove il materiale viene scavato quando la zona di massima velocità del flusso si avvicina al letto del torrente. La spaziatura assoluta di queste caratteristiche varia con la dimensione del canale. Tuttavia, la distanza relativa tra un riffle e il successivo è in media da cinque a sette volte la larghezza del canale (esagerato nel diagramma). Entrambe queste caratteristiche possono verificarsi anche in canali sinuosi.
Le dune e le increspature sono le caratteristiche sedimentarie primarie nei corsi d’acqua il cui canale è composto principalmente da sabbia e limo. Le dune sono alte circa 10 o più centimetri e sono distanziate di un metro o più. Sono comuni nei torrenti con velocità più elevate. Le increspature sono solo pochi centimetri di altezza e spaziatura, e si trovano in corsi d’acqua a movimento lento con letti a tessitura fine. Entrambe queste caratteristiche si muovono nel tempo, migrando lungo la corrente. Il materiale sul lato di fondo in leggera pendenza di queste caratteristiche rotola e salta su per il pendio sotto l’influenza del flusso dell’acqua. Le particelle si muovono su per il pendio fino a raggiungere la cresta della caratteristica e poi scendono a valanga lungo il lato sinistro più ripido per raccogliersi alla base della prossima duna o ondulazione. Questo processo viene poi ripetuto più e più volte fino a quando il materiale raggiunge una posizione a valle della corrente dove viene depositato in modo più permanente.
La pianura alluvionale
Accanto ai canali dei torrenti ci sono aree relativamente piane note come pianure alluvionali (Figura 10z-7). Le pianure alluvionali si sviluppano quando i torrenti superano i loro argini diffondendo il deflusso e i sedimenti sospesi sulla superficie della terra durante le inondazioni. Gli argini sono creste che si trovano lungo i lati del canale del torrente composti da sabbia o ghiaia. Gli argini hanno un diametro approssimativamente da una metà a quattro volte la larghezza del canale. Dopo la ritirata delle acque di inondazione, le velocità del flusso si riducono causando la deposizione di alluvione. Ripetuti cicli di alluvione nel tempo possono risultare nella deposizione di molti strati successivi di materiale alluvionale. I depositi alluvionali possono aumentare l’altezza del letto del torrente. Questo processo è chiamato aggradazione.
Figura 10z-7: La seguente immagine Landsat 5 presa nel settembre 1992 mostra una sezione del fiume Missouri a Rocheport, Missouri. La prospettiva obliqua di questa immagine guarda verso ovest o verso monte. Questa immagine è stata colorata e modificata per mostrare un rilievo topografico esagerato. Il suolo nudo e il terreno arato appaiono rossi, la vegetazione appare verde e l’acqua è blu scuro. Una pianura alluvionale del fiume può essere vista al centro dell’immagine. A causa della stagione, la maggior parte dei terreni agricoli situati sui suoli ricchi e fertili della pianura alluvionale sono arati e privi di vegetazione. (Fonte: NASA Scientific Visualization Studio).
Le pianure alluvionali possono anche contenere sedimenti depositati dalla migrazione laterale del canale del fiume. Questo processo è comune sia nei canali intrecciati che in quelli a meandri. I canali intrecciati producono depositi orizzontali di sabbia durante i periodi di deflusso ridotto. Nei corsi d’acqua meandriformi, la migrazione del canale porta alla deposizione verticale di depositi di barre puntiformi. Entrambi i depositi dei canali intrecciati e meandriformi sono più grossolani dei materiali depositati dall’inondazione.
Un certo numero di altre caratteristiche geomorfiche possono essere trovate sulla pianura alluvionale. Intersecando gli argini ci sono strette fessure chiamate crepacci. Queste caratteristiche permettono il movimento dell’acqua verso la pianura alluvionale e indietro durante le piene. Le depressioni topografiche si trovano sparse sulla pianura alluvionale. Le depressioni contengono alcuni dei più bei depositi della pianura alluvionale a causa della loro elevazione. I laghi Oxbow sono i canali abbandonati creati quando i meandri sono tagliati fuori dal resto del canale a causa dell’erosione laterale del torrente.
Ventole alluvionali e delta
I torrenti che scorrono in acque stagnanti normalmente creano un delta (Figura 10z-8 e 10z-9). Un delta è un corpo di sedimenti che contiene numerosi strati orizzontali e verticali. I delta si creano quando il carico di sedimenti trasportato da un flusso si deposita a causa di una riduzione improvvisa della velocità del flusso. La superficie della maggior parte dei delta è segnata da piccoli canali mobili che portano acqua e sedimenti lontano dal canale principale del fiume. Questi piccoli canali agiscono anche per distribuire il carico di sedimenti della corrente sulla superficie del delta. Alcuni delta, come il Nilo, hanno una forma triangolare. I corsi d’acqua, come il Mississippi, che hanno un alto contenuto di sedimenti e si svuotano in acque relativamente calme causano la formazione di un delta a forma di piede di uccello.
Figura 10z-8: Delta del Nilo (Fonte: NASA).
Figura 10z-9: Delta del Mississippi Birdfoot (Fonte: NASA).
La maggior parte dei delta contiene tre diversi tipi di depositi: foreset, topset e bottomset. I letti di testa costituiscono il corpo principale dei delta. Sono depositati al bordo esterno del delta con un angolo da 5 a 25 gradi. Angoli più ripidi si sviluppano in sedimenti più fini. In cima ai letti di prua ci sono i letti topset quasi orizzontali. Questi letti sono di granulometria variabile e sono formati dai depositi dei piccoli canali di spostamento trovati sulla superficie del delta. Davanti e sotto i letti di testa ci sono i letti di fondo. Questi letti sono composti da limo fine e argilla. I letti di fondo si formano quando il materiale più fine è portato in mare dal flusso della corrente.
Un ventaglio alluvionale è un grande deposito a forma di ventaglio di sedimenti su cui scorre una corrente intrecciata (10z-10). I ventagli alluvionali si sviluppano quando i torrenti che trasportano un carico pesante riducono la loro velocità quando emergono da un terreno montuoso verso una pianura quasi orizzontale. Il ventaglio si crea quando i torrenti intrecciati si spostano sulla superficie di questa caratteristica depositando sedimenti e regolando il loro corso. L’immagine qui sotto mostra diversi ventagli alluvionali che si sono formati a causa di un improvviso cambiamento di elevazione.
