18.4: Градація потоку

Last updated
Save as PDF

Page ID: 38244

Michael E. Ritter
University of Wisconsin-Stevens Point via The Physical Environment

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Характеристика каналу потоку являє собою баланс між кількістю води, що протікає через нього, матеріалом, в якому знаходиться канал, і рельєфом області, в якій утворився канал. Відомий фізичний географ Вільям Морріс Девіс Люди значок запропонував теорію розвитку ландшафту, яка описує цикл ерозії, який формує поверхню землі. Хоча надмірне спрощення справжнього процесу, і той, який важко застосувати в багатьох ситуаціях, це, тим не менш, цікавий спосіб уявити, як система потоку формується і розвивається.

Падіння води — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Вертикальне різання характерно для ранніх етапів розвитку потокової системи. (Надано USGS DDS21) Натисніть зображення, щоб збільшити

Девізіанський цикл

На початку юнацького етапу регіон, в якому формується система потоків, останнім часом піднявся. Вода концентрується в каналі активно, що скорочується вниз до базового рівня, теоретичної межі, до якої потік може розмивати свій канал. Для струмків, що входять в океан, базовим рівнем є рівень моря. Для притокових потоків це піднесення потоку, в яке приєднується притока. На цьому ранньому етапі створюється максимальна кількість рельєфу з водоспадами, вузькими каналами та невеликою заплавою біля потоку.

Як тільки потік досягає базового рівня, переважають вертикальні ріжучі кінці і горизонтальна ерозія. Під час цієї «зрілої стадії» струмок починає відсікати з боків русла, створюючи більш широку заплаву. Канал починає меандрувати, роблячи широкі вигини по його довжині.

Оскільки звивисті канали зношуються на межирічях, поверхня зношується до рівнини з низьким рельєфом, яка називається пенеплайн. Ландшафт залишається в стадії «старості», поки підйом не поновить цикл.

сучасні теорії

Сучасні теорії ландшафтного розвитку говорять про те, що розвиток потокової системи досягає динамічної рівноваги між системою і її середовищем. Рівноважний стан визначається балансом між входами і виходами з системи. Згодом канал досягає рівноважного стану між входами (вода) і виходами (осад). Після досягнення рівноваги вона залишається в цьому стані, поки порушення не змінює входи та виходи системи потоку.

Градуйований потік

У кількох випадках у цій книзі ми відзначали, що природні відкриті системи прагнуть до стану рівноваги, а потокові системи нічим не відрізняються. Протягом тривалого періоду часу градієнт потоку регулюється таким чином, щоб середнє навантаження осаду врівноважувалося тим, яке він отримує від навколишніх схилів та потокових каналів. Наприклад, якщо осад накопичується в потоці, русло русла піднімається і нахил потоку збільшується нижче за течією від родовища. Збільшення нахилу призводить до більш високої швидкості потоку, тим самим збільшуючи здатність води переміщати осад. Зрештою досягається ухил каналу, який може забрати накопичився осад. І навпаки, якщо подача осаду в потік зменшується, відбувається скорочення каналу вниз. Ерозія каналу знижує градієнт потоку до тих пір, поки матеріал, внесений в потік, не буде дорівнює тому, який транспортується через нього. Після того, як потік коригує свій градієнт для місцевих умов навколишнього середовища, називається градуйованим потоком.

профіль поздовжнього потоку — Малюнок\(\PageIndex{2}\): Поздовжній профіль потоку

Поздовжній профіль являє собою зображення ухилу вниз ухилу потоку. Поздовжній профіль потоку може виявити, якщо потік досяг градуйованого стану, незалежно від частини або всього потоку. Вигнутий профіль градуйованого потоку демонструє більш крутий схил вгору за течією, поступаючись місцем пологому схилу в напрямку вниз долини. Спочатку профілі потоку можуть бути нерегулярними, градієнт потоку перерваний knickpoints, де знаходяться водоспади. Knickpoints утворюють там, де потік протікає над експозицією стійкої породи або від тектонічного підйому. Knickpoints повільно зношуються і мігрують вгору за течією, коли вода проливається над ними. Через час профіль згладжується до ніжної увігнутої форми.

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Ерозія русла русла шляхом прогресування вгору за течією knickpoint (люб'язно USDA; Джерело)