Geologisch werk van beekjes

Na het lezen van dit artikel zul je leren over: - 1. Inleiding tot het geologische werk van beekjes 2. Stream erosie 3 . Graded Streams 4. Riviervervoer 5 . Rivierafzetting 6. Settling Velocity en Sortering van Deeltjes 7. Locatie en Soorten Stroomafzettingen 8. Natuurlijke Dijken en Flood Plains 9. Kanaaldeposito's 10. Delta's.

Inleiding tot het geologische werk van beekjes:

Stromend water is een geologisch agens van groot belang. Men moet zich realiseren dat een groot deel van het aardse landschap zijn huidige vorm dankt aan de werking van water. Het is vermeldenswaard dat het grootste deel van het materiaal dat nu in afzettingsgesteenten aanwezig is, ooit werd verplaatst door stromend water. Rivieren transporteren jaarlijks naar de zee over 10 ¹¹ kN sediment.

Beken worden geschat op ongeveer 33350 kubieke kilometer water naar de zeeën elk jaar. Dit komt neer op ongeveer 1057520 cum / sec. Een aanzienlijk groot deel van de energie van de stroom wordt verbruikt door erosie en transport van sedimenten. Het bouwen van bruggen, het gebruik van stroom, het aanleggen van reservoirs voor irrigatie, beheersing van overstromingen en watervoorziening en de regulering van rivieren voor navigatie enz. Zijn allemaal verschillende toepassingen voor rivieren.

Sommige afzettingen van zowel het verleden als de huidige stromen zijn economische bronnen van constructiemateriaal. Omgekeerd kunnen sommige stroomafzettingen kanalen blokkeren, verstoppen, reservoirs vullen of ontwikkelde landen beschadigen.

De primaire functie van stromen is om overtollig water uit de landen af te voeren. Tijdens het uitvoeren van deze functie, eroderen de streams zelf valleien, nemen ze op en transporteren ze steenresten, nemen wat materiaal in oplossing en bouwen afzettingen van sedimentatiemateriaal op.

Erosie, transport en depositie zijn dus de belangrijkste onderdelen van streamwork. Stromen kunnen het best worden bestudeerd door rekening te houden met hun energie en de effecten ervan. De energie van een stroom is zijn vermogen om het stroomwerk uit te voeren dat bestaat uit het verwijderen van gesteente, sediment en opgeloste materie.

Als de stroom een grote hoeveelheid energie bezit, is het een effectief middel van erosie en wanneer een stroom een kleine hoeveelheid energie heeft, is het een middel voor depositie. Als de stroom net in staat is om zijn lading te dragen, wordt er gezegd dat het cijfer of cijfer is.

Stream erosie:

Stroomerosie verwijst naar de mechanische of chemische verwijdering van materiaal dat ermee wordt aangetroffen. Streams lossen rock matter op, vooral van de rotsen van de carbonaatgroep. Stromen tasten het bedmateriaal en de banken op verschillende mechanische manieren aan.

Beken halen deeltjes op:

(i) door impact

(ii) door wrijving

(iii) Door hydraulische opheffing

(iv) Door corrasie

(v) Door corrosie en

(vi) Door hydraulisch plukken.

(i) Erosie door Impact:

Dit type materiaalverwijdering vindt plaats wanneer de huidige kracht in de losrichting groter is dan de component van het gewicht van het deeltje in die richting.

(ii) Erosie door wrijving dragend:

Dit gebeurt wanneer de wrijving tussen het stromende water en een deeltje op de bodem van de stroom groter is dan de component van het gewicht van het deeltje in de bewegingsrichting.

(iii) Erosie door hydraulische lift:

Dit gebeurt wanneer de door water uitgeoefende hefkracht groter is dan het ondergedompelde gewicht van het deeltje. De snelheid van de stroom waar de fragmenten op de bodem rusten is nul. Snelheid van water op een hoger niveau is groter. Deze veranderingen in snelheid resulteren in hogere druk bij de basis en lagere druk boven het deeltje. Deze toename van druk op een lager niveau en de corresponderende stuwkracht kunnen voldoende zijn om de fragmenten op te tillen.

(iv) Erosie door corrosie of abrasie:

De sedimenten die door een stroom worden gedragen, zijn verantwoordelijk voor de erosieve kracht van de stroom. Helder water is relatief ineffectief om erosie te veroorzaken. De fragmenten die door de stroom in beweging worden gedragen, fungeren als hulpmiddelen om erosie te veroorzaken.

Tegelijkertijd gaat dit gepaard met het schurende dragen van de fragmenten zelf tijdens het transport door wrijven of slijpen. In het proces worden de fragmenten afgerond en wordt het rotsoppervlak gepolijst. Erosie treedt ook op als gevolg van de impact van rock op rots.

(v) Erosie door corrosie:

Erosie verwijst hier naar de oplosmiddelwerking van water op gesteentemineralen. De ontbindende werking van een stream hangt af van het type rock dat het doorloopt. Met name kalksteen en dolomiet zijn oplosbaar in zure wateren (het kan ook worden opgemerkt dat het grootste deel van het opgeloste materiaal dat in een stroom wordt gevonden, wordt aangevoerd door ondergronds water dat in de stroom wordt afgevoerd).

(vi) Erosie door hydraulische plukken:

Waterdrukken in de spleten van een rots verdichten de lucht in zich die blokken van verschillende groottes kan uitscheiden. Zachte oevers van beekjes worden vaak ondergraven door stromend water door deze actie. Een wervelende werveling van water kan losse deeltjes optillen. Turbulentie kan het kanaalbed en de zijkanten afschuren.

Erosie snelheid van de stroom:

De snelheid waarmee stromen erosie van hun bedden veroorzaken, hangt van verschillende omstandigheden af.

(i) Zwakke gesteenten met oplosbare elementen worden onderworpen aan snelle slijtage, terwijl in sterke niet-oplosbare rotsen de dragende werking wordt vertraagd. Gestratificeerde rotsen blijken minder weerstand te bieden dan massieve gesteenten. Als andere dingen gelijk zijn, zijn stenen met talloze verbindingen en scheuren sneller versleten dan andere, omdat deze openingen vlakken van zwakte zijn.

(ii) Snel bewegende streams maken hardere slagen en meer van hen dan langzaam bewegende streams en dragen daardoor hun kanalen meer. De snelheid van een stroom hangt af van (a) de helling van het bed (b) het volume (ontlading) (c) de belasting en (d) de vorm van het kanaal. Het is duidelijk dat hoe steiler het kanaalbed, des te groter de snelheid zal zijn. Er wordt energie gestoken in het verplaatsen van het sediment.

Andere dingen die gelijk zijn, een stroom die helder is, heeft een hogere snelheid dan wanneer het sedimenten heeft. Een stroom wordt vertraagd door wrijving met zijn bed en zijkanten. Een krom kanaal met brede oneffen bodem biedt een grote wrijving die de neiging heeft om een trage stroom te produceren. Rechte kanalen met smalle en gladde bodems bieden minder wrijving en bevorderen een hogere snelheid.

(iii) Aangezien de snelheid van een stroom afneemt als de belasting wordt verhoogd, volgt hieruit dat de slagen van de lading ook zullen worden verminderd. Dit betekent hoe groter het aantal gereedschappen dat wordt gedragen, hoe groter het aantal slagen dat in een bepaalde tijd wordt toegediend, maar hoe zwakker elke slag zal zijn. Integendeel, hoe minder gereedschappen worden meegenomen, hoe minder het aantal slagen zal zijn in een bepaalde tijd, maar hoe sterker elke slag wordt.

Graded Streams:

Wanneer het verloop van een stroom net voldoende is om het de snelheid te geven die nodig is om het bezinksel dat van de zijhellingen naar voren is gebracht, naar voren te spoelen, wordt gezegd dat het in graden is. Als het in staat is om meer te transporteren dan wordt geleverd, verwijdert het materiaal van het bed tot het op een lagere helling op de helling valt.

Als het niet in staat is om al het geleverde te transporteren, wordt een deel van de lading achtergelaten als aanbetaling. Op deze manier wordt het kanaal verhoogd en wordt de helling geleidelijk steiler, totdat de stroom op tijd snel genoeg stroomt om het bezonken sediment weg te voeren.

Vervoer over de rivier:

Al het materiaal dat wordt gedragen door een stroom van de verschillende punten van erosie naar de plaats van afzetting vormt de stroombelasting.

Het materiaal dat wordt vervoerd door een stroom is afgeleid van een aantal bronnen die hieronder worden weergegeven:

(i) Het grootste deel van een stroombelasting wordt geleverd tijdens het proces van verwering en uitglijden en verplaatsen van stenen van de hellingen van zijrivieren. Tijdens de regens is de afdaling in het begin modderig, vol met afval en het spoelt woest langs geulen, de hellingen van de heuvels. In teeltgebieden, als de geploegde gronden hellend zijn, zullen een aantal zeer kleine stromen en kleine zijrivieren het losse ongeconsolideerde materiaal naar de hoofdstroom transporteren.

(ii) Materiaal vanwege het dragen van de banken en het bed van de stroom draagt bij aan de stroombelasting.

(iii) Materialen van steile oevers kunnen in de stroom vallen, omdat ze door de zwaartekracht of door elke beweging van de aarde kunnen losraken.

(iv) In plaats van dun verspreide vegetatie kunnen het grondstofzandstof etc. door de wind worden verwijderd en deze kunnen in de stroom worden gelaten.

(v) Vulkanische as gedragen door wind kan in de stroom vallen.

(vi) Smeltende gletsjers die slib en poedervormig gesteente vervoeren, kunnen in de stroom terechtkomen.

(vii) Grondwater voegt een grote hoeveelheid oplosbare materialen toe.

Transportmethoden:

De stroombelasting wordt door een stroom getransporteerd door het proces van tractie, suspensie en oplossing.

ik. Tractie:

Sedimenten die te groot of te zwaar zijn om in suspensie te worden gedragen vormen de bedbelasting. Deze grovere deeltjes bewegen langs de bodem van de stroom en vormen de bedbelasting. De bedbelasting door zijn slijpactie veroorzaakt het maximale erosiewerk.

De deeltjes die de bedbelasting vormen, bewegen langs het bed van de stroom door rollen, glijden en zouten. Bij het zout maken de sedimentdeeltjes reeksen van sprongen of sprongen langs het stroombed.

Dit gebeurt wanneer deeltjes door botsingen omhoog worden voortgestuwd of door de stroom worden opgetild en dan stroomafwaarts over een korte afstand worden gedragen totdat de zwaartekracht hen terugtrekt naar de bodem van de stroom. Zwaardere deeltjes die niet door zoutvorming kunnen bewegen, rollen of glijden langs de bodem afhankelijk van hun vorm.

ii. Suspensie:

In de meeste gevallen dragen stromen het grootste deel van hun lading in suspensie. Inderdaad, de zichtbare wolk van bezinksel gesuspendeerd in water is het meest voor de hand liggende deel van de belasting van een stroom. Onder normale omstandigheden worden zand, slib en klei in suspensie gedragen. Maar tijdens overstromingen worden grotere deeltjes ook in suspensie gedragen. De totale hoeveelheid materiaal in suspensie neemt stroomafwaarts toe naarmate meer en meer zijrivieren zich bij de hoofdstroom voegen.

iii. Oplossing:

Naast het mechanisch meegevoerde materiaal wordt aanzienlijk materiaal in oplossing gedragen. Het grootste deel van de opgeloste lading getransporteerd door stroom wordt geleverd door grondwater. Water dat door de grond sijpelt verkrijgt oplosbare bodemverbindingen. Dit water sijpelt door scheuren en poriën in het beddinggesteente eronder en kan ook extra minerale stoffen oplossen. Ten slotte vindt veel van dit mineraalrijke water zijn weg in stromen.

Men kan zich realiseren dat de snelheid van de stroom geen effect heeft op het vermogen van de stroom om de opgeloste lading te dragen. Zodra het materiaal in oplossing is, gaat het waar de stroom naartoe gaat, ongeacht de stroomsnelheid.

De hoeveelheid opgeloste lading hangt af van het klimaat en de geologische omstandigheden. De opgeloste lading wordt gewoonlijk uitgedrukt als delen opgelost materiaal per miljoen delen water (delen per miljoen of ppm). De gemiddelde opgeloste lading van rivieren in de wereld wordt geschat op 115 tot 120 ppm. Ongeveer 4 miljard ton opgeloste minerale stoffen worden elk jaar door de stromen aan de oceanen geleverd.

Rivierafzetting:

Als de omstandigheden die een stroom in staat stellen zijn lading te transporteren worden omgekeerd, zal de stroom verder gaan met het neerleggen van de lading. Alle stroomafzettingen worden alluvium genoemd.

De verschillende oorzaken van depositie door een stream zijn de volgende:

(a) Een afnemende gradiënt in de middelste en onderste gedeelten van grote valleien brengt een stroomsnelheid omlaag die leidt tot sedimentafzetting.

(b) Rivieren die door gebieden met schaarse regenval stromen, verliezen vaak water, zowel door snelle verdamping als door inkuilen in de grond. Verminderd volume betekent verminderde snelheid en minder draagvermogen. Depositie komt consequent voor.

(d) Depositie wordt ook bewerkstelligd door veranderingen in de vormen van riviergeulen. Als bijvoorbeeld met sediment beladen water een smal, recht en glad gedeelte van het kanaal verlaat om een breed, krom en onregelmatig kanaal binnen te gaan, neemt de wrijving van de stroom met het bed en de banken toe en neemt de stroomsnelheid daarom af waardoor depositie van sediment.

(e) zijrivieren met hoge gradiënten leveren vaak meer bezinksel aan hun trage hoofdstromen dan wat de laatste kan uitspoelen, hetgeen resulteert in afzettingen langs de vloer van de hoofdvallei.

Settling Velocity en Sortering van deeltjes:

Wanneer de snelheid van een stroom afneemt, neemt het draagvermogen van het sediment af en begint het de sedimentbelasting te verlagen. De grootste deeltjes zijn de eerste die bezinken. Elke deeltjesgrootte heeft een kritische bezinkingssnelheid.

Als de stroomsnelheid daalt onder de kritische bezinkingssnelheid van een bepaalde deeltjesgrootte, begint het sediment in die categorie te bezinken. Op deze manier verschaft het stroomtransport een mechanisme waardoor de vaste deeltjes van verschillende groottes worden gescheiden. Dit proces wordt sorteren genoemd, wat verklaart waarom deeltjes van vergelijkbare grootte samen worden gedeponeerd.

Locatie en soorten streamsets:

Een beek deponeert het gedragen materiaal (alluvium) aan de voet van steile hellingen, in de stroom zelf, over de uiterwaarden en aan de riviermonding.

Alluviale fans en kegels:

Een alluviale ventilator is een stroomafzetting die wordt gebouwd waar de helling van een stroom abrupt afneemt. Deze worden vaak gezien waar een stroom de berg verlaat en uitmondt in een brede vallei of vlakte. Dit type afzetting is te wijten aan een plotselinge afname van de snelheid van de stroom die het sediment vervoert.

De aanbrenging lijkt op een waaiervormige hoop of kegel die verouderd is tot het punt waar de stroomgradiënt breekt en een alluviale waaier wordt genoemd. Naarmate de waaier steiler, dikker en grover wordt neemt de afzetting een enigszins conische vorm aan en wordt een alluviale kegel genoemd.

Soms vinden we een aantal parallelle stromen die van de berghelling naar de vlakte stromen en een reeks alluviale fans creëren. De functie gevormd met de fusie van aangrenzende alluviale fans krijgt verschillende namen zoals Piemonte alluviale fan, samengestelde alluviale fan of bajada (een Spaanse term)

Stortingen in en langs het kanaal:

Snel stromende stromen met matig hoge hellingen hebben de neiging te eroderen dan te deponeren en vandaar dat hun banen meestal worden gekenmerkt door functies als potgaten, watervallen en stroomversnellingen dan door afzettingen van sediment.

Opgemerkt kan worden dat zelfs in kanalen van dergelijke stromen, in sommige situaties afzetting kan optreden. We kunnen bijvoorbeeld over het algemeen een grindstaaf vinden stroomafwaarts van een waterval, waar het grovere steenafval dat uit de duik is verwijderd zich heeft opgehoopt.

In een andere situatie kan een levendig stromende zijrivier de hoofdstroom meer belasten dan wat deze kan dragen. Hierdoor ontstaat een zand- of grindafzetting stroomafwaarts van de kruising.

In sommige situaties kan een stroom met zo veel zand worden gevoed dat een zogenaamd gevlochten patroon nodig is. Het kanaal wordt in een dergelijk geval een doolhof van staven waartussen het water stroomt.

Zandstaven komen ook vaak voor waar stromen stromen in een reeks bochten die meanders worden genoemd. Als een stroom rond een bocht stroomt, neemt de snelheid van het water aan de buitenzijde toe, wat leidt tot erosie aan die zijde. Tegelijkertijd vertraagt het water aan de binnenkant van de meander tot afzetting van sedimenten. Deze afzettingen die zich aan de binnenkant van de bocht voordoen, worden puntstrepen genoemd.

Op sommige plaatsen kan een stroom een kortsluiting in zijn pad maken door een reeds gevormde lusroute te verbinden. De loop van het overgebleven kanaal wordt volledig losgekoppeld van de stroom en het gevormde kenmerk wordt een meer met een ossenboog of een verlaten meander genoemd.

Natuurlijke dijken en uiterwaarden:

Wanneer een alluviale rivier in overstroming stijgt en uiteindelijk zijn oevers overtreft, daalt deze veel van zijn lading onmiddellijk, omdat de snelheid abrupt afneemt zodra het water het begrenzende kanaal verlaat.

Naarmate de overloop langzaam van het kanaal af beweegt, kunnen wilgen en andere vegetatie de beweging vertragen en de energie verminderen. Het resultaat is dat aan elke kant van het kanaal een rand met fijn sediment wordt opgebouwd. Dergelijke ruggen worden natuurlijke dijken genoemd.

Een grote rivier kan worden begrensd door natuurlijke dijken van 4 tot 6 m hoog. Een enkele overstroming kan 15 cm tot 60 cm fijn zand en slib toevoegen. Natuurlijke dijken zijn alleen aanwezig langs grote rivieren die vaak zwaar beladen en onder water staan.

De aangrenzende lage landgebieden, tussen de natuurlijke dijken en de muren van de vallei die ook worden overstroomd, ontvangen sediment. Aldus worden riviervlaktes met alluviale afzettingen opgebouwd die geleidelijk samenvloeien met de natuurlijke dijken. Deze vlakten van afzetting worden overstromingsgebieden genoemd. De uiterwaarden ontvangen een laag fijn sediment bij elke overstroming. Deze slibafzettingen vullen de vruchtbaarheid van de uiterwaarden aan.

Vanwege de vruchtbaarheid van de bodem zijn de meeste uiterwaarden dichtbevolkt. De natuurlijke dijken dienen als bescherming van de uiterwaarden tijdens matig hoge watertoestanden, omdat de dijken het water binnen het kanaal vasthouden.

Kanaaldeposito's:

Het alluvium dat zich in het kanaal van een stream bevindt, wordt channel fill genoemd. Deze ophopingen kunnen verschillende vormen aannemen, maar zijn algemeen bekend als rivierstaven of zandstaven.

Deze afzettingen worden gevormd op de volgende plaatsen:

(a) Langs de randen van het scherm

(b) Aan de binnenkant van een scherpe bocht.

(d) In de vorm van lage eilanden

Een stroom met overmatig overbelast alluvium kan zijn lading in verschuivingen in verschillende posities neerleggen resulterend in het splitsen van de stroom in interliniërende kanalen die zich opnieuw verenigen. Deze functie wordt gevlochten stream genoemd. Er zijn ook situaties waarbij een afzetting afwisselend en afwisselend de afzettingen veroorzaakt door afname en toename van de stroomsnelheid. Deze functie wordt schuren en opvullen genoemd.

Stortingen bij Curves:

In het geval van een stroom die een uitgesproken bocht maakt, beweegt de watermassa bij de buitenste oever met een hogere snelheid dan de watermassa bij de binnenste oever. Het resultaat is geconcentreerde erosie op de buitenste regionen van het kanaal die naar een glijpad leiden, dat wil zeggen dat de binnenkant van de bocht wordt afgeschuind.

De spiraalvormige stroom van stromen (Fig. 7.7) samen met turbulente diffusie draagt sediment van het diepe snel stromende deel van de stroom aan de buitenkant van de bocht naar de ondiepe langzaam stromende minder turbulente wateren van de binnenkant van de bocht waar het wordt afgezet . Omdat erosie aan één kant de banken wegsnijdt, wordt de andere kant opgebouwd en dientengevolge migreert de stroom zijwaarts.

Deltas:

Delta's zijn afzettingen gebouwd aan de monding van sediment dragende stromen. Sommige sedimenten die rivieren naar de zee of meren brengen, worden meegevoerd door golven en stromingen. Een groot deel van het sediment verzamelt zich vaak van de monding van de rivieren, vooral als ze uitmonden in geen of bijna geen water. Dergelijke afzettingen kunnen delta's vormen.

Als de rivier het relatief stille water van een oceaan of meer binnengaat, daalt de snelheid abrupt. Deze situatie zorgt er uiteindelijk voor dat het kanaal verstikt raakt met sediment uit het vertragende water. Als gevolg daarvan zoekt de rivier een kortere route met een hogere gradiënt naar het basisniveau. In deze actie verdeelt het hoofdkanaal zich in verschillende kleinere distributienetwerken.

Delta's worden gekenmerkt door deze verschuivende kanalen die op een tegenovergestelde manier werken dan die van zijrivieren. De zijrivieren dragen water in het hoofdkanaal terwijl de distributeurs het water wegvoeren van het hoofdkanaal. Na een aantal verschuivingen van het kanaal kan een enkele delta zich ontwikkelen tot een ongeveer driehoekige vorm zoals de Griekse letterdelta (A).

Factoren die de bouw van een delta begunstigen, zijn de volgende:

(i) Grote hoeveelheid sediment in de stroom.

(ii) Gebrek aan golven of zwakke golven in het ontvangende stilstaande waterlichaam (meer, zee).

(iii) Zoutheid van de zee. Zout fungeert als een coagulator van kleicomponent in de sedimenten.