Strömkanaltyper
I en och samma ström kan vi ofta känna igen tre olika kanaltyper. Dessa unika kanaltyper utvecklas som svar på förändringar i bäckens hastighet, sedimentstruktur och bäckens lutning.
Kanaler som ligger i de övre delarna av många bäckar tenderar att vara smala med ett flöde som rör sig med hög hastighet (figur 10z-1). De höga flödeshastigheterna som finns i dessa vattendrag är resultatet av en brant lutning och gravitation. I dessa bäcksystem är erosion en mycket aktiv process när kanalen försöker anpassa sig till landskapets topografi. Avlagring sker främst under perioder med lågt flöde. Som ett resultat av detta är avlagringarna på översvämningsytan mycket begränsade, och bäckbädden är mycket flyktig och grund.
Figur 10z-1: Övre loppet av en bäck i Klippiga bergen, Kanada.
Bäckar med hög sedimentbelastning som möter en plötslig minskning av flödeshastigheten har i allmänhet en flätad kanaltyp (figur 10z-2). Denna typ av bäckkanal förekommer ofta längre ner i bäckprofilen där lutningen ändras från att vara brant till svagt sluttande. I ett flätat vattendrag delar sig huvudkanalen i ett antal mindre, sammanhängande eller flätade kanaler. Flätade kanaler tenderar att vara breda och grunda eftersom material i bottenmaterialet ofta är grovt (sand och grus) och inte kohesivt.
Figur 10z-2: Flätad bäckfåra.
Meandrande kanaler bildas där bäckar rinner över ett relativt platt landskap med en bred översvämningsyta (figur 10z-3). Tekniskt sett sägs en bäck vara meandrande när förhållandet mellan den faktiska kanalens längd och det raka avståndet mellan två punkter i bäckfåran är större än 1,5. Kanalerna i dessa vattendrag är karakteristiskt U-formade och vandrar aktivt över den vidsträckta flodslätten.
Figur 10z-3: Meandrande bäckkanal.
Funktioner i bäckkanalen
Inom bäckkanalen finns en mängd olika sedimentlager och strukturer. Många av dessa funktioner är beroende av det komplexa samspelet mellan strömningshastighet och sedimentstorlek.
Strömmar som för med sig grova sediment utvecklar sand- och grusbankar. Dessa typer av barrer ses ofta i flätade vattendrag som är vanliga i högt belägna områden (figur 10z-4). Barrerna utvecklas i flätade vattendrag på grund av minskad avrinning. Två förhållanden orsakar ofta minskad avrinning: minskning av bäckens lutning och/eller minskning av flödet efter en nederbördshändelse eller vårsmältning av snö och is.
Figur 10z-4: Flätad bäckfåra med grusbarrer.
Punktbarrer utvecklas där bäckens flödeshastighet lokalt minskas på grund av friktion och minskat vattendjup (figur 10z-5). I en meandrande bäck tenderar punktbrickor att vara vanliga på insidan av en kanalbåge.
Figur 10z-5: Meandrande bäckkanal sedd ovanifrån.
I raka bäckar kan barliknande avlagringar bildas som svar på thalweg (röda pilar Figur 10z-6) och spiralformigt flöde. Figur 10z-6 nedan visar en översiktsbild av dessa avlagringar och relaterade funktioner.
Figur 10z-6: Översiktsbild av de avlagringsfunktioner som finns i en typisk rak vattendragskanal.
I den här raka vattendragskanalen bildas staplar i de områden av strömmen som ligger bort från thalweg. Riffles, en annan typ av grov avlagring, utvecklas under thalweg på platser där det snabbare flödet rör sig vertikalt uppåt i kanalen. Mellan rifflarna finns sköljda bassänger där material grävs ut när zonen med maximal strömningshastighet närmar sig bäckenbotten. Det absoluta avståndet mellan dessa funktioner varierar med kanalens storlek. Det relativa avståndet mellan en riffle och nästa är dock i genomsnitt fem till sju gånger kanalens bredd (överdrivet i diagrammet). Båda dessa egenskaper kan också förekomma i slingrande kanaler.
Dyner och krusningar är de primära sedimentära egenskaperna i vattendrag vars kanal huvudsakligen består av sand och silt. Dyner är cirka 10 eller fler centimeter höga och ligger med en meter eller mer mellanrum. De är vanliga i vattendrag med högre hastigheter. Ripplar är endast några centimeter höga och har ett visst avstånd mellan varandra och förekommer i långsamt rörliga vattendrag med fint strukturerade bottnar. Båda dessa egenskaper rör sig med tiden och vandrar nedåt i strömmen. Material på den svagt sluttande sidan av dessa element rullar och hoppar uppför sluttningen under påverkan av vattenflödet. Partiklar rör sig uppåt i sluttningen tills de når krönet av funktionen och sedan lavinar nedför den brantare läsidan för att samlas vid basen av nästa dyn eller krusning. Denna process upprepas sedan om och om igen tills materialet når en plats nedströms där det avlagras mer permanent.
Översvämningsområdet
Längs med vattendragskanaler finns relativt plana områden som kallas översvämningsområden (figur 10z-7). Översvämningsytor utvecklas när vattendrag överskrider sina vallar och sprider utflöde och suspenderade sediment över landytan vid översvämningar. Levéer är åsar som finns längs sidorna av bäckfåran och som består av sand eller grus. De har en diameter som är ungefär en halv till fyra gånger större än kanalens bredd. När översvämningsvattnet drar sig tillbaka minskar flödeshastigheten, vilket leder till avlagring av alluvium. Upprepade översvämningscykler kan med tiden leda till att många på varandra följande lager av alluviala material avsätts. Avlagringar i flodslätten kan höja vattendragets botten. Denna process kallas aggradering.
Figur 10z-7: Följande Landsat 5-bild som togs i september 1992 visar ett avsnitt av Missourifloden vid Rocheport, Missouri. Det sneda perspektivet i denna bild är västerut eller uppströms. Bilden har färgförbättrats och modifierats för att visa en överdriven topografisk relief. Bar jord och plöjd mark är röd, vegetationen är grön och vattnet är mörkblått. I mitten av bilden syns en platt flodflodsslätt. På grund av årstiden är den mesta jordbruksmarken på flodslättens rika och bördiga jordar plöjd och saknar växtlighet. (Källa: NASA Scientific Visualization Studio).
Flodslätter kan också innehålla sediment som avlagrats från flodkanalens sidovandring. Denna process är vanlig i både flätade och meandrande kanaler. Braiderade kanaler producerar horisontella avlagringar av sand under perioder med minskad avrinning. I meandrande vattendrag leder kanalvandringen till vertikala avlagringar av punktbarrskikt. Både flätande och meandrande kanalavlagringar är grövre än de material som läggs ner vid översvämningar.
En rad andra geomorfiska särdrag kan hittas på översvämningsytan. I korsningen av vallarna finns smala klyftor som kallas sprickor. Dessa funktioner gör det möjligt för vatten att röra sig till översvämningsområdet och tillbaka under översvämningar. Topografiska sänkor finns utspridda på flodslätten. Depressioner innehåller några av de finaste avlagringarna på flodslätten på grund av sin höjd. Oxbågssjöar är övergivna kanaler som skapas när meandrar skärs av från resten av kanalen på grund av lateral strömerosion.
Alluviala fläktar och deltor
Bäckar som rinner ut i stillastående vatten skapar normalt ett delta (figur 10z-8 och 10z-9). Ett delta är en sedimentkropp som innehåller många horisontella och vertikala lager. Deltor skapas när den sedimentbelastning som strömmen bär med sig deponeras på grund av en plötslig minskning av strömningshastigheten. Ytan på de flesta deltan är markerad av små skiftande kanaler som för vatten och sediment bort från flodens huvudfåra. Dessa små kanaler fungerar också som en fördelning av bäckens sedimentbelastning över deltats yta. Vissa deltan, som Nilen, har en triangulär form. Vattendrag, som Mississippi, som har ett högt sedimentinnehåll och mynnar ut i relativt lugna vatten orsakar bildandet av ett fågelfotformat delta.
Figur 10z-8: Nildeltat (källa: NASA).
Figur 10z-9: Mississippi Birdfoot Delta (källa: NASA).
De flesta deltan innehåller tre olika typer av avlagringar: för-, topp- och bottnar. Foreset-bäddarna utgör huvuddelen av deltorna. De avlagras vid deltats ytterkant i en vinkel på 5 till 25 grader. Brantare vinklar utvecklas i finare sediment. Ovanpå förgrundsbäddarna finns de nästan horisontella toppbäddarna. Dessa lager har varierande kornstorlek och bildas av avlagringar från de små skiftande kanaler som finns på deltaytan. Framför och under de främre bäddarna finns de nedre bäddarna. Dessa lager består av fin silt och lera. Bottom set-bäddarna bildas när det finaste materialet transporteras ut i havet av strömmen.
En alluvial fläkt är en stor fläktformad avlagring av sediment på vilken en flätande ström rinner över (10z-10). Alluviala fläktar utvecklas när strömmar som bär en tung last minskar sin hastighet när de kommer från bergsterräng till en nästan horisontell slätt. Fläkten bildas när flätande strömmar rör sig över denna yta och avlagrar sediment och ändrar sin kurs. Bilden nedan visar flera alluviala fläktar som bildats på grund av en plötslig höjdförändring.
