Lavoro geologico degli stream

Dopo aver letto questo articolo imparerai a: 1. Introduzione al lavoro geologico degli stream 2. Stream Erosion 3 . Strati classificati 4. Trasporto fluviale 5 . River Deposition 6. Settling Velocity and Sorting of Particles 7. Posizione e tipi di flussi di depositi 8. Leve naturali e pianure alluvionali 9. Depositi canale 10. Delta.

Introduzione al lavoro geologico degli stream:

L'acqua corrente è un agente geologico di grande importanza. Dovrebbe essere realizzato che una grande parte del paesaggio terrestre deve la sua forma attuale all'azione dell'acqua. Vale la pena notare che la maggior parte del materiale ora presente nelle rocce sedimentarie è stato un tempo mosso dall'acqua corrente. I fiumi trasportano ogni anno in mare oltre 10 ¹¹ kN di sedimenti.

Si stima che gli stream trasportino ogni anno circa 33350 chilometri cubici di acqua nei mari. Questo ammonta a circa 1057520 cum / sec. Una parte considerevole dell'energia del flusso viene consumata per l'erosione e il trasporto di sedimenti. La costruzione di ponti, l'utilizzo della corrente, la creazione di bacini per l'irrigazione, il controllo delle inondazioni e l'approvvigionamento idrico e la regolamentazione dei fiumi per la navigazione ecc. Sono tutte varie applicazioni dedicate ai fiumi.

Alcuni depositi sia del passato che del presente sono fonti economiche di materiale da costruzione. Viceversa, alcuni depositi di corrente possono ostruire o ostruire i canali, riempire i serbatoi o danneggiare i terreni sviluppati.

La funzione primaria dei flussi è quella di drenare le acque in eccesso dalle terre. Durante l'esecuzione di questa funzione, i flussi erodono le valli per se stessi, raccolgono e trasportano detriti di roccia, prendono del materiale in soluzione e costruiscono depositi di materiali sedimentari.

Erosione, trasporto e deposizione sono quindi le principali divisioni del flusso di lavoro. Gli stream possono essere studiati al meglio considerando la loro energia e i suoi effetti. L'energia di un flusso è la sua capacità di eseguire il flusso di lavoro che consiste nella rimozione di roccia, sedimenti e materia disciolta.

Se il flusso possiede una grande quantità di energia è un efficace agente di erosione e quando una corrente ha una piccola quantità di energia è un agente di deposizione. Se il flusso è solo in grado di sostenere il suo carico, si dice che sia classificato o al grado.

Erosione del flusso:

L'erosione del flusso si riferisce alla rimozione meccanica o chimica del materiale che incontra. I flussi sciolgono la materia rocciosa in particolare dalle rocce del gruppo carbonato. Gli stream erodono il materiale del letto e le sponde in vari modi meccanici.

I flussi raccolgono le particelle:

(i) Per impatto

(ii) per attrito

(iii) Con sollevamento idraulico

(iv) per corruzione

(v) Per corrosione e

(vi) mediante spiumatura idraulica.

(i) Erosione per impatto:

Questo tipo di rimozione del materiale ha luogo quando la forza corrente nella direzione della dislocazione è maggiore della componente del peso della particella in quella direzione.

(ii) Erosion by Frictional Drag:

Ciò accade quando l'attrito tra l'acqua corrente e una particella sul fondo del flusso supera la componente del peso della particella nella direzione del movimento.

(iii) Erosione da sollevamento idraulico:

Questo accade quando la forza di sollevamento esercitata dall'acqua supera il peso sommerso della particella. La velocità del flusso in cui i frammenti poggiano sul fondo è zero. La velocità dell'acqua ad un livello più alto è maggiore. Questi cambiamenti di velocità si traducono in una maggiore pressione alla base e una pressione inferiore sopra la particella. Questo aumento di pressione a livello inferiore e la corrispondente spinta verso l'alto potrebbero essere sufficienti per sollevare i frammenti.

(iv) Erosione da corrosione o abrasione:

I sedimenti trasportati da un flusso sono responsabili della potenza erosiva del flusso. L'acqua limpida è relativamente inefficace per causare l'erosione. I frammenti trasportati dal flusso in movimento fungono da strumenti per causare l'erosione.

Allo stesso tempo questo è accompagnato dall'usura abrasiva dei frammenti stessi in transito mediante sfregamento o macinazione. Nel processo, i frammenti vengono arrotondati e la superficie della roccia viene lucidata. L'erosione si verifica anche a causa dell'impatto della roccia sulla roccia.

(v) Erosione da corrosione:

L'erosione qui si riferisce all'azione solvente dell'acqua sui minerali di roccia. L'azione dissolvente di un flusso dipende dal tipo di roccia che attraversa. Particolarmente il calcare e la dolomite sono solubili in acque acide, (si può anche notare che la maggior parte della sostanza disciolta che si trova in una corrente viene alimentata dall'acqua sotterranea che defluisce nella corrente).

(vi) Erosione mediante spiumatura idraulica:

Le pressioni dell'acqua nelle fessure di una roccia comprimono l'aria al loro interno che può estrarre blocchi di dimensioni diverse. I banchi di correnti soffici sono spesso sottoquotati facendo scorrere l'acqua con questa azione. Un vortice d'acqua vorticoso può sollevare particelle libere. Le turbolenze possono setacciare il letto e i lati del canale.

Tasso di erosione del flusso:

La velocità con cui i flussi provocano l'erosione dei loro letti dipende da diverse condizioni.

(i) Le rocce deboli con elementi solubili sono sottoposte a rapida usura, mentre in rocce forti non solubili l'azione viene ritardata. Le rocce stratificate si dimostrano meno resistenti delle rocce massicce. A parità di condizioni, le rocce con numerose articolazioni e fessure si consumano più velocemente di altre, poiché queste aperture sono piani di debolezza.

(ii) I flussi in rapido movimento infliggono colpi più duri e più di quelli che si muovono lentamente e quindi portano più i loro canali. La velocità di una corrente dipende (a) dalla pendenza del letto (b) dal suo volume (scarico) (c) dal suo carico e (d) dalla forma del suo canale. Ovviamente più il letto del canale è ripido, maggiore sarà la velocità. L'energia è spesa per spostare i sedimenti.

A parità di condizioni, un flusso che è chiaro ha una maggiore velocità rispetto a quando ha sedimenti. Un flusso è ritardato dall'attrito con il suo letto e i suoi lati. Il canale storto con fondo irregolare largo offre un grande attrito che tende a produrre una corrente lenta. Canali dritti con fondo stretto e liscio offrono meno attrito e favoriscono una maggiore velocità.

(iii) Poiché la velocità di una corrente viene diminuita all'aumentare del carico, ne consegue che anche i colpi del carico saranno diminuiti. Ciò significa che maggiore è il numero di utensili trasportati, maggiore è il numero di colpi consegnati in un dato momento, ma il più debole sarà ogni colpo. Al contrario, minore è il numero di utensili trasportati, minore è il numero di colpi consegnati in un dato momento, ma più forte diventa ogni colpo.

Stream classificati:

Quando il gradiente di una corrente è sufficiente per dargli la velocità necessaria per lavare in avanti il sedimento che gli è stato portato dalle pendenze dell'affluente, si dice che sia a livello. Se è in grado di trasportare più di quanto viene consegnato, rimuove il materiale dal suo letto fino a quando non raggiunge la pendenza.

Se non è in grado di trasportare tutto ciò che viene consegnato, parte del carico viene lasciato come deposito. Con questo mezzo il canale si alza e il gradiente diventa gradualmente più ripido, finché nel tempo il flusso scorre abbastanza veloce da portare via il sedimento che vi è portato.

Trasporto fluviale:

Tutto il materiale trasportato da un flusso dai vari punti di erosione al luogo di deposizione costituisce il carico del flusso.

Il materiale trasportato da un flusso è derivato da un certo numero di fonti riportate di seguito:

(i) La parte principale di un flusso di corrente viene fornita durante il processo di invecchiamento e scivolamento e spostamento di rocce dalle pendici degli affluenti. Durante le piogge, la scia all'inizio è fangosa, piena di rifiuti in quanto lava ferocemente lungo i calanchi, i pendii della collina. Nelle regioni di coltivazione, se i terreni arati sono in pendenza, un numero di torrenti molto piccoli e affluenti minori porteranno il materiale non consolidato libero al flusso principale.

(ii) Il materiale dovuto all'usura delle sponde e del fondo del flusso si aggiunge al carico del flusso.

(iii) I materiali provenienti da sponde ripide possono cadere nel flusso in quanto potrebbero essere spostati dalla gravità o da qualsiasi movimento terrestre.

(iv) Al posto della vegetazione sottilissima, la polvere di sabbia del materiale macinato, ecc., può essere rimossa dal vento e questi possono essere gettati nella corrente.

(v) Le ceneri vulcaniche trasportate dal vento possono cadere nel flusso.

(vi) I ghiacciai in scioglimento che trasportano limo e roccia polverizzata possono entrare nel flusso.

(vii) Le acque sotterranee aggiungono una grande quantità di materiali solubili.

Metodi di trasporto:

Il carico del flusso viene trasportato da un flusso mediante il processo di trazione, sospensione e soluzione.

io. Trazione:

I sedimenti troppo grandi o pesanti per essere trasportati in sospensione formano il carico del letto. Queste particelle più grossolane si muovono lungo il fondo del flusso e costituiscono il carico del letto. Il carico del letto con la sua azione di rettifica svolge il massimo lavoro di erosione.

Le particelle che formano il carico del letto si muovono lungo il letto del flusso rotolando, scivolando e saltando. Nella salazione, le particelle di sedimenti fanno serie di salti o salti lungo il letto del torrente.

Questo accade quando le particelle vengono spinte verso l'alto da collisioni o sollevate dalla corrente e poi trasportate a valle per una breve distanza finché la gravità non le riporta indietro al fondo del flusso. Le particelle più pesanti che non possono muoversi per salagione rotolano o scivolano lungo il fondo a seconda delle loro forme.

ii. Sospensione:

Nella maggior parte dei casi i flussi trasportano la maggior parte del loro carico in sospensione. In effetti, la nube visibile di sedimenti sospesi nell'acqua è la parte più ovvia del carico di un fiume. In condizioni normali, sabbia, limo e argilla vengono trasportati in sospensione. Ma durante le inondazioni anche le particelle più grandi vengono trasportate in sospensione. La quantità totale di materiale in sospensione aumenta a valle man mano che sempre più affluenti si uniscono al flusso principale.

iii. Soluzione:

Oltre al materiale trasportato meccanicamente, un considerevole materiale viene trasportato in soluzione. La maggior parte del carico disciolto trasportato dal flusso è fornito da acqua di falda. L'acqua che percola attraverso il terreno acquisisce composti solubili del suolo. Questa acqua filtra attraverso le fessure e i pori delle rocce del letto sottostante e può anche dissolvere ulteriori sostanze minerali. Finalmente molta di questa acqua ricca di minerali si fa strada nei torrenti.

Si può realizzare che la velocità del flusso non ha alcun effetto sulla capacità del flusso di trasportare il carico disciolto. Una volta che il materiale è in soluzione, esso va dove mai il flusso va indipendentemente dalla velocità del flusso.

La quantità del carico disciolto dipende dal clima e dalle impostazioni geologiche. Il carico disciolto viene solitamente espresso come parti di materiale disciolto per milione di parti di acqua (parti per milione o ppm). Il carico medio dissolto dei fiumi del mondo è stimato tra 115 e 120 ppm. Circa 4 miliardi di tonnellate di materia minerale disciolta sono fornite agli oceani ogni anno dalle correnti.

River Deposition:

Se le condizioni che consentono a un flusso di trasportare il proprio carico sono invertite, il flusso procederà a depositare il proprio carico. Tutti i depositi di flusso sono chiamati alluvioni.

Le varie cause di deposizione da parte di un flusso sono le seguenti:

(a) Un gradiente decrescente nelle parti medio-basse di ampie valli porta a una velocità inferiore che porta alla deposizione di sedimenti.

(b) I fiumi che scorrono attraverso regioni di scarsa pioggia spesso perdono acqua sia per evaporazione rapida che per affondamento nel terreno. Volume ridotto significa velocità ridotta e ridotta potenza di trasporto. La deposizione avviene di conseguenza.

(d) La deposizione è determinata anche da cambiamenti nelle forme dei canali fluviali. Se, per esempio, l'acqua caricata con sedimenti lascia una sezione stretta, dritta e liscia del canale per entrare in uno largo, storto e irregolare, l'attrito della corrente con il letto e le rive viene aumentato e la velocità del flusso viene quindi ridotta portando a deposizione di sedimenti.

(e) Gli affluenti con alti gradienti spesso consegnano ai loro flussi lenta principali più sedimenti rispetto a ciò che questi ultimi possono lavare in avanti, con conseguente deposito lungo il fondo della valle principale.

Settling Velocity e Sorting of Particles:

Quando la velocità di un flusso diminuisce, la sua capacità di trasportare il sedimento diminuisce e inizia a far cadere il carico di sedimenti. Le particelle più grandi sono le prime a stabilirsi. Ogni dimensione delle particelle ha una velocità di sedimentazione critica.

Quando la velocità del flusso scende al di sotto della velocità di sedimentazione critica di una certa dimensione di particelle, il sedimento in quella categoria inizia a depositarsi. In questo modo il trasporto del flusso fornisce un meccanismo mediante il quale le particelle solide di varie dimensioni vengono separate. Questo processo è chiamato ordinamento che spiega perché le particelle di dimensioni simili sono depositate insieme.

Posizione e tipi di depositi in streaming:

Una corrente deposita il materiale trasportato (alluvionale) ai piedi dei pendii ripidi, nella corrente stessa, sulle pianure alluvionali e alla foce del fiume.

Ventilatori e coni alluvionali:

Un ventilatore alluvionale è un deposito di corrente che viene costruito dove il gradiente di un flusso diminuisce bruscamente. Questi sono comunemente visti dove un torrente lascia una montagna ed emerge in un'ampia valle o terreno pianeggiante. Questo tipo di deposito è dovuto a un'improvvisa diminuzione della velocità del flusso che trasporta il sedimento.

Il deposito appare come un mucchio a forma di ventaglio o cono che invecchia verso il punto in cui il gradiente del flusso si rompe e viene chiamato ventola alluvionale. Quando il ventaglio diventa più ripido, più spesso e più grossolano, il deposito assume una forma un po 'conica e viene chiamato cono alluvionale.

A volte troviamo un numero di flussi paralleli che scendono lungo il pendio della montagna verso il terreno piano creando una serie di ventilatori alluvionali. La funzione formata con la fusione di adiacenti ventilatori alluvionali è data diversi nomi come fan alluvionale dei piemonte, fan alluvionale composto o bajada (un termine spagnolo)

Depositi in e lungo il canale:

I flussi a flusso veloce con gradienti moderatamente alti tendono a erodere del deposito e quindi i loro corsi sono per lo più caratterizzati da caratteristiche come buche, cascate e rapide che da depositi di sedimenti.

Si può notare che anche nei canali di tali flussi, in alcune situazioni può verificarsi deposizione. Ad esempio, possiamo generalmente trovare una barra di ghiaia a valle da una cascata, dove si sono accumulati i detriti di roccia più grossolani rimossi dal tuffo.

In un'altra situazione, un affluente che scorre vivace può dare più carico al flusso principale di quello che può trasportare il secondo. Questo fa sì che un deposito di sabbia o ghiaia si formi a valle dalla giunzione.

In alcune situazioni un flusso può essere alimentato con così tanta sabbia che prende quello che viene chiamato uno schema intrecciato. Il canale in tal caso diventa un labirinto di sbarre tra cui scorre l'acqua.

Le barre di sabbia sono anche comuni dove i flussi scorrono in una serie di curve chiamate meandri. Quando un flusso scorre attorno a una curva, la velocità dell'acqua sul lato esterno aumenta portando all'erosione su quel lato. Allo stesso tempo l'acqua all'interno del meandro rallenta portando all'insediamento dei sedimenti. Questi depositi che si verificano all'interno della curva sono chiamati barre di punti.

In alcuni punti un flusso può creare un cortocircuito nel suo percorso un banding un percorso di loop già formato. Il loop del canale rimasto viene completamente disconnesso dal flusso e la feature formata viene chiamata un lago di prua o un meandro abbandonato.

Levees naturali e pianure alluvionali:

Quando un fiume alluvionale sale in piena e alla fine sovrasta i suoi argini, cade molto del suo carico immediatamente, poiché la velocità diminuisce bruscamente non appena l'acqua lascia il canale di confinamento.

Mentre il troppopieno si allontana lentamente dal canale, i salici e l'altra vegetazione contribuiscono a rallentare il suo movimento ea diminuire la sua energia. Il risultato è che una cresta di sedimenti fini si accumula lungo ciascun lato del canale. Tali creste sono chiamate argini naturali.

Un grande fiume può essere delimitato da argini naturali alti da 4 ma 6 m. Una singola alluvione può aggiungere 15 cm a 60 cm di sabbia fine e limo. Gli argini naturali sono presenti solo lungo i grandi fiumi che sono pesantemente caricati e allagati spesso.

Le aree terrestri confinanti, tra gli argini naturali e le pareti della valle che sono anche allagate ricevono sedimenti. Così le pianure fluviali con depositi alluvionali si costruiscono gradualmente fondendosi con gli argini naturali. Queste pianure di deposito sono chiamate pianure alluvionali. Le pianure alluvionali ricevono uno strato di sedimenti fini con ogni inondazione. Questi depositi di limo reintegrano la fertilità delle pianure alluvionali.

A causa della fertilità dei terreni, la maggior parte delle pianure alluvionali sono densamente popolate. Gli argini naturali servono come protezione alle pianure alluvionali durante gli stati di acqua moderatamente alti, poiché gli argini trattengono l'acqua all'interno del canale.

Depositi canale:

L'alluvione depositata nel canale di un flusso è chiamata riempimento del canale. Questi accumuli possono assumere varie forme ma sono generalmente conosciuti come barre di fiume o barre di sabbia.

Questi depositi si formano nei seguenti luoghi:

(a) Lungo i bordi dello schermo

(b) Sul lato interno di una curva acuta.

(d) Sotto forma di isole basse

Un flusso con alluvione eccessivamente sovraccarico può depositare il carico in turni in posizioni diverse, con conseguente scissione della corrente in canali di interallacciamento che si uniscono nuovamente. Questa funzione è chiamata stream intrecciato. Ci sono anche situazioni in cui una corrente deposita ed erode i depositi alternativamente a causa della diminuzione e dell'aumento della velocità del flusso. Questa funzione è chiamata setacciare e riempire.

Depositi in curva:

Nel caso di un flusso che produce una curva pronunciata, la massa d'acqua vicino al banco esterno si muove ad una velocità maggiore rispetto alla massa d'acqua vicino al banco interno. Il risultato è un'erosione concentrata sulle regioni esterne del canale che porta a una pendenza di slittamento, vale a dire un assestamento sul lato interno della curva.

Il flusso elicoidale di correnti (Fig. 7.7) insieme alla diffusione turbolenta trasporta sedimenti dalla parte profonda e scorrevole del flusso all'esterno della curva alle acque poco profonde a bassa scorrevolezza della parte interna della curva in cui è depositata . Così, mentre l'erosione taglia via le banche su un lato, si accumula il lato opposto e di conseguenza il flusso migra lateralmente.

delta:

I delta sono depositi costruiti alle foci dei sedimenti che trasportano ruscelli. Alcuni dei sedimenti che i fiumi portano al mare o ai laghi sono portati via da onde e correnti. Gran parte dei sedimenti si accumulano spesso fuori dalla foce dei fiumi, specialmente se fluiscono in corpi d'acqua insignificanti o quasi impeccabili. Tali depositi possono formare delta.

Quando il fiume entra nell'acqua relativamente immobile di un oceano o di un lago, la sua velocità cala bruscamente. Questa situazione alla fine fa sì che il canale si strozzi con i sedimenti dell'acqua che rallenta. Di conseguenza il fiume cerca un percorso a gradiente più alto più corto al livello base. In questa azione il canale principale si divide in molti più piccoli chiamati distributori.

I delta sono caratterizzati da questi canali mutevoli che agiscono in modo opposto a quello degli affluenti. Gli affluenti portano l'acqua nel canale principale mentre i distributori portano l'acqua lontano dal canale principale. Dopo un numero di spostamenti del canale, un singolo delta può svilupparsi in una forma approssimativamente triangolare come la lettera greca delta (A).

I fattori che favoriscono la costruzione di un delta sono i seguenti:

(i) Grande quantità di sedimenti nel flusso.

(ii) Mancanza di onde o onde deboli nel corpo idrico stagnante ricevente (lago, mare).

(iii) Salinità del mare. Il sale agisce da coagulatore del componente argilloso nei sedimenti.