Tipurile de canale ale cursurilor de apă
În cadrul unui singur curs de apă putem recunoaște adesea trei tipuri diferite de canale. Aceste tipuri unice de canale se dezvoltă ca răspuns la schimbările de viteză, textură a sedimentelor și grad de curgere a cursului de apă.
Canalele situate în partea superioară a multor cursuri de apă tind să fie înguste, cu un debit care se deplasează la viteze mari (figura 10z-1). Vitezele mari de curgere întâlnite în aceste cursuri de apă sunt rezultatul unei pante abrupte și al gravitației. În cadrul acestor sisteme de cursuri de apă, eroziunea este un proces foarte activ, deoarece canalul încearcă să se adapteze la topografia peisajului. Depunerile au loc în principal în timpul perioadelor de debit scăzut. Ca urmare, depozitele din câmpia inundabilă sunt foarte limitate, iar albia pârâului este foarte tranzitorie și puțin adâncă.
Figura 10z-1: Curs superior al unui pârâu din Munții Stâncoși, Canada.
Cursurile de apă cu încărcături mari de sedimente care se confruntă cu o reducere bruscă a vitezei de curgere au, în general, un tip de canal împletit (figura 10z-2). Acest tip de canal de curs de apă apare adesea mai jos în profilul cursului de apă, unde panta trece de la a fi abruptă la ușor înclinată. Într-un curs de apă împletit, canalul principal se împarte într-un număr de canale mai mici, care se întrepătrund sau împletesc. Canalele împletite tind să fie largi și puțin adânci, deoarece materialele din albie sunt adesea grosiere (nisipuri și pietrișuri) și necoezive.
Figura 10z-2: Canal de pârâu împletit.
Canalele meandrice se formează acolo unde pârâurile curg pe un peisaj relativ plat cu o câmpie inundabilă largă (figura 10z-3). Din punct de vedere tehnic, se spune că un curs de apă este meandrat atunci când raportul dintre lungimea efectivă a canalului și distanța în linie dreaptă dintre două puncte de pe canalul cursului de apă este mai mare de 1,5. Canalele acestor cursuri de apă au în mod caracteristic forma literei U și migrează în mod activ pe câmpia inundabilă extinsă.
Figura 10z-3: Canal de râu meandrat.
Caracteristicile canalului pârâului
În cadrul canalului pârâului există o varietate de paturi și structuri sedimentare. Multe dintre aceste caracteristici depind de interacțiunea complexă dintre viteza cursului de apă și dimensiunea sedimentelor.
Cursurile care transportă sedimente grosiere dezvoltă bare de nisip și pietriș. Aceste tipuri de bare observate adesea în cursurile de apă împletite, care sunt comune în zonele înalte (figura 10z-4). Barele se dezvoltă în cursurile de apă împletite din cauza reducerilor de debit. Două condiții cauzează adesea reducerea debitului: reducerea gradientului pârâului și/sau reducerea debitului după un eveniment de precipitații sau topirea primăverii a zăpezii și gheții.
Figura 10z-4: Canal de pârâu împletit cu bare de pietriș.
Barre punctiforme se dezvoltă acolo unde debitul pârâului este redus local din cauza frecării și a reducerii adâncimii apei (figura 10z-5). Într-un curs de apă meandrat, barurile punctiforme tind să fie comune în interiorul unui cot al canalului.
Figura 10z-5: Canalul unui curs de apă meandrat văzut de sus.
În cursurile de apă drepte, depozitele sub formă de bare se pot forma ca răspuns la thalweg (săgeți roșii Figura 10z-6) și la curgerea elicoidală. Figura 10z-6 de mai jos prezintă o vedere de sus a acestor depozite și a caracteristicilor aferente.
Figura 10z-6: Vedere de sus a caracteristicilor de depunere întâlnite într-un canal tipic de pârâu drept.
În acest pârâu cu canal drept, se formează bare în regiunile pârâului îndepărtate de thalweg. Riffles, un alt tip de depozit grosier, se dezvoltă sub thalweg în locurile în care fluxul mai rapid se deplasează vertical în sus în canal. Între riffles se află bălți de apă, unde materialul este excavat atunci când zona de viteză maximă a curentului se apropie de albia acestuia. Distanța absolută dintre aceste caracteristici variază în funcție de dimensiunea canalului. Cu toate acestea, distanța relativă dintre un riffle și următorul este, în medie, de cinci până la șapte ori mai mare decât lățimea canalului (exagerat în diagramă). Ambele caracteristici pot apărea, de asemenea, în canale sinuoase.
Dunele și ondulațiile sunt principalele caracteristici sedimentare în cursurile de apă al căror canal este compus în principal din nisip și nămol. Dunele au o înălțime de aproximativ 10 sau mai mulți centimetri și sunt distanțate la un metru sau mai mult. Ele sunt frecvente în cursurile de apă cu viteze mai mari. Ondulațiile au o înălțime și o spațiere de numai câțiva centimetri și sunt întâlnite în cursurile cu mișcare lentă și cu straturi cu textură fină. Ambele caracteristici se deplasează în timp, migrând în josul curentului. Materialul de pe versantul ușor înclinat al acestor caracteristici se rostogolește și sare pe pantă sub influența fluxului de apă. Particulele se deplasează în sus pe pantă până când ajung pe creasta elementului și apoi coboară în avalanșă pe partea mai abruptă dinspre stânga pentru a se aduna la baza următoarei dune sau ondulații. Acest proces se repetă apoi la nesfârșit până când materialul ajunge într-o locație în aval, unde se depune mai permanent.
Lunca de inundație
În lungul canalelor de râu există zone relativ plate cunoscute sub numele de câmpii de inundație (figura 10z-7). Câmpia inundabilă se dezvoltă atunci când cursurile de apă depășesc digurile lor împrăștiind debitul și sedimentele în suspensie pe suprafața pământului în timpul inundațiilor. Digurile sunt crestele care se găsesc de-a lungul marginilor canalului cursului de apă, compuse din nisip sau pietriș. Diametrul digurilor este de aproximativ o jumătate până la patru ori mai mare decât lățimea canalului. La retragerea apelor de inundație, vitezele de curgere sunt reduse, ceea ce determină depunerea aluviunilor. Ciclurile repetate de inundații de-a lungul timpului pot duce la depunerea mai multor straturi succesive de material aluvionar. Depozitele de aluviuni pot ridica înălțimea albiei pârâului. Acest proces se numește agravare.
Figura 10z-7: Următoarea imagine Landsat 5, realizată în septembrie 1992, prezintă o secțiune a râului Missouri la Rocheport, Missouri. Perspectiva oblică a acestei imagini privește spre vest sau în amonte. Această imagine a fost colorată și modificată pentru a arăta un relief topografic exagerat. Solul gol și terenul arat apare în roșu, vegetația apare în verde, iar apa este albastru închis. În centrul imaginii se poate observa o câmpie inundabilă plană a râului. Din cauza anotimpului, cea mai mare parte a terenurilor agricole situate pe solurile bogate și fertile ale câmpiei inundabile este arat și lipsit de vegetație. (Sursa: NASA Scientific Visualization Studio).
Plainele inundabile pot conține, de asemenea, sedimente depuse în urma migrației laterale a canalului râului. Acest proces este comun atât în canalele împletite, cât și în cele meandrice. Canalele brăzdate produc depozite orizontale de nisip în perioadele de debit redus. În cazul cursurilor de apă cu meandre, migrația canalului duce la depunerea verticală a depozitelor de bare punctiforme. Atât depozitele canalelor împletite, cât și cele ale canalelor cu meandre sunt mai grosiere decât materialele depuse de inundații.
O serie de alte caracteristici geomorfice pot fi întâlnite în câmpia inundabilă. Intersectând digurile sunt goluri înguste numite crevase. Aceste caracteristici permit deplasarea apei către câmpia inundabilă și înapoi în timpul inundațiilor. Depresiunile topografice se găsesc împrăștiate în câmpia inundabilă. Depresiunile conțin unele dintre cele mai bune depozite de pe câmpia inundabilă datorită înălțimii lor. Lacurile Oxbow sunt canalele abandonate create atunci când meandrele sunt izolate de restul canalului din cauza eroziunii laterale a cursului de apă.
Apă și delte aluvionare
Curgerile care se varsă în ape stătătoare creează în mod normal o deltă (Figura 10z-8 și 10z-9). O deltă este o masă de sedimente care conține numeroase straturi orizontale și verticale. Deltele sunt create atunci când încărcătura de sedimente transportată de un curs de apă se depune din cauza unei reduceri bruște a vitezei cursului de apă. Suprafața celor mai multe delte este marcată de mici canale schimbătoare care transportă apa și sedimentele departe de canalul principal al râului. Aceste canale mici acționează, de asemenea, pentru a distribui încărcătura de sedimente a râului pe suprafața deltei. Unele delte, cum ar fi Nilul, au o formă triunghiulară. Cursurile de apă, precum Mississippi, care au un conținut ridicat de sedimente și se varsă în ape relativ calme determină formarea unei delte în formă de picior de pasăre.
Figura 10z-8: Delta Nilului (Sursa: NASA).
Figura 10z-9: Delta Mississippi Birdfoot (Sursa: NASA).
Majoritatea deltelor conțin trei tipuri diferite de depozite: foreset, topset și bottomset beds. Paturile foreset alcătuiesc corpul principal al deltelor. Acestea sunt depuse la marginea exterioară a deltei la un unghi de 5 până la 25 de grade. Unghiuri mai abrupte se dezvoltă în sedimente mai fine. Deasupra paturilor foreset se află paturile topset aproape orizontale. Aceste straturi au o granulație variabilă și sunt formate din depozite de canale mici de deplasare care se găsesc pe suprafața deltei. În fața și dedesubtul paturilor foreset se află paturile bottomset. Aceste straturi sunt compuse din nămol fin și argilă. Paturile de fond se formează atunci când materialul cel mai fin este transportat spre mare de către fluxul de apă.
Un evantai aluvial este un depozit mare de sedimente în formă de evantai pe care curge un curs de apă împletit (10z-10). Ventilatoarele aluvionare se dezvoltă atunci când cursurile de apă care transportă o încărcătură grea își reduc viteza pe măsură ce ies dintr-un teren muntos într-o câmpie aproape orizontală. Evantaiul este creat pe măsură ce râurile împletite se deplasează pe suprafața acestei caracteristici, depunând sedimente și ajustându-și cursul. Imaginea de mai jos prezintă mai multe evantaie aluviale care s-au format din cauza unei schimbări bruște de altitudine.
