Akarsuların Jeolojik İşleri

Bu makaleyi okuduktan sonra öğreneceksiniz: - 1. Akarsuların Jeolojik Çalışmalarına Giriş 2. Akarsu Erozyonu 3 . Kademeli Akımlar 4. Nehir Taşımacılığı 5 . Nehir Biriktirme 6. Yerleşme Hızı ve Parçacıkların Sınıflandırılması 7. Akarsu Yatırmalarının Yeri ve Çeşitleri 8. Doğal Levees ve Taşkın Ovaları 9. Kanal Yatakları 10. Deltalar.

Akarsuların Jeolojik Çalışmalarına Giriş:

Akan su büyük bir jeolojik ajandır. Dünyadaki peyzajın büyük bir kısmının mevcut halini suyun etkisine borçlu olduğu anlaşılmalıdır. Şimdi tortul kayaçlar içinde mevcut olan malzemelerin çoğunun bir zamanlar akan su ile hareket ettirildiğine dikkat etmek önemlidir. Nehirler yıllık olarak 10 11 kN tortu üzerinden denize taşınır.

Akarsuların her yıl denizlere yaklaşık 33350 metreküp su taşıdığı tahmin edilmektedir. Bu, yaklaşık 1057520 cum / sn'dir. Akıntı enerjisinin oldukça büyük bir kısmı çökeltilerin aşınması ve taşınması için tüketilir. Köprüler inşa etmek, akarsu gücünün kullanılması, sulama için rezervuarların oluşturulması, taşkın kontrolü ve su temini ve nehirlerin navigasyon için düzenlenmesi vb. Tüm nehirlere adanmış uygulamalardır.

Hem geçmişin hem de şu anki akımların bazı depoları ekonomik yapı malzemesi kaynaklarıdır. Bunun tersine, bazı dere birikintileri kanalları tıkayabilir veya tıkayabilir, rezervuarları doldurabilir veya gelişmiş topraklara zarar verebilir.

Akarsuların birincil işlevi, fazla suları topraklardan tahliye etmektir. Bu işlevi yerine getirirken akarsular vadileri aşındırıyor, kaya kalıntılarını toplayıp taşıyor, bir miktar malzemeyi çözüme taşıyor ve tortul malzeme birikintileri oluşturuyor.

Erozyon, ulaşım ve birikim bu nedenle dere işlerinin ana bölümleridir. Akarsu, enerjileri ve etkileri dikkate alınarak en iyi şekilde incelenebilir. Bir akışın enerjisi, kaya, tortu ve çözünmüş maddenin uzaklaştırılmasından oluşan akıntı çalışmasını gerçekleştirme yeteneğidir.

Eğer akarsu yüksek miktarda enerjiye sahipse, etkili bir erozyon ajanıdır ve akarsu az miktarda enerjiye sahipse, biriktirme ajanıdır. Akışın yükünü sadece taşıyabiliyorsa, dereceli veya dereceli olduğu söylenir.

Akarsu Erozyonu:

Akıntı erozyonu, karşılaştığı malzemenin mekanik veya kimyasal olarak çıkarılması anlamına gelir. Akarsular, özellikle karbonat grubundaki kayalardan kaya maddelerini çözmektedir. Akarsular yatak malzemesini ve kenarları çeşitli mekanik yollarla aşındırır.

Akarsu parçacıkları toplar:

(i) Darbe ile

(ii) Sürtünme ile

(iii) Hidrolik yükseltme ile

(iv) Corrasion tarafından

(v) Korozyon ve

(vi) Hidrolik yolma ile.

(i) Darbe ile erozyon:

Bu tür bir malzemenin çıkarılması, yer değiştirme yönündeki akım kuvveti, bu yöndeki parçacık ağırlığının bileşeninden daha büyük olduğunda meydana gelir.

(ii) Sürtünme Süreci ile Erozyon:

Bu, akan su ile akışın altındaki bir parçacık arasındaki sürtünme, parçanın ağırlığının hareket yönündeki bileşenini aştığında meydana gelir.

(iii) Hidrolik Asansör ile Erozyon:

Bu, suyun uyguladığı kaldırma kuvveti, partikülün su altı ağırlığını aştığında gerçekleşir. Parçanın alt kısımda durduğu akıntının hızı sıfırdır. Su seviyesi daha yüksek bir seviyededir. Hızdaki bu değişiklikler, tabanda daha yüksek basınç ve partikül üzerinde daha düşük basınç ile sonuçlanır. Düşük seviyedeki bu basınç artışı ve buna karşılık gelen itme, parçaları kaldırmak için yeterli olabilir.

(iv) Korozyon veya Aşınma ile Erozyon:

Bir akışın taşıdığı çökeltiler, akışın aşındırıcı gücünden sorumludur. Temiz su, erozyona neden olmak için nispeten etkisizdir. Akışın hareket halinde taşıdığı fragmanlar erozyona neden olan aletler olarak işlev görür.

Aynı zamanda, parçaların sürtünme veya taşlama yoluyla taşınırken kendilerini aşındırıcı aşınmaları da buna eşlik eder. Bu sırada, parçalar yuvarlanır ve kaya yüzeyi parlatılır. Erozyon aynı zamanda kayaların kayaya çarpması nedeniyle de oluşur.

(v) Korozyon yoluyla erozyon:

Buradaki erozyon, suyun kaya mineralleri üzerindeki çözücü etkisine karşılık gelir. Bir akışın çözünme hareketi, geçtiği kaya türüne bağlıdır. Özellikle kireçtaşı ve dolomit asitli sularda çözünür, (bir dere içinde bulunan çözünmüş maddenin çoğunun, dere akan yeraltı suyu tarafından sağlandığı da belirtilebilir).

(vi) Hidrolik Koparma ile Erozyon:

Bir kayanın çatlaklarındaki su basınçları, içindeki havayı sıkıştırarak farklı büyüklükteki blokları dışarı çıkarabilir. Yumuşak akarsu kenarları bu işlem ile su akıtılarak sık sık kesilir. Dönen su girdapları gevşek parçacıkları kaldırabilir. Türbülans, kanal yatağını ve yanlarını ovalayabilir.

Akarsu Erozyonu Oranı:

Akarsuların yataklarının aşınmasına neden olduğu oran çeşitli şartlara bağlıdır.

(i) Çözünür elementli zayıf kayaçlar hızlı aşınmaya maruz kalırken, çözünmeyen güçlü kayalarda aşınma hareketi geciktirilir. Tabakalı kayalar, masif kayalardan daha az dirençlidir. Diğer şeyler eşit, sayısız eklemli kayalar ve çatlaklar diğerlerinden daha hızlı aşınır, çünkü bu açıklıklar zayıflık düzlemleridir.

(ii) Hızlı hareket eden akışlar, yavaş hareket eden akışlardan ziyade daha sert darbeler ve daha fazla sonuç verir ve dolayısıyla kanallarını daha fazla kullanır. Bir akışın hızı (a) yatak eğimine (b) hacmine (boşalma) (c) yüküne ve (d) kanalının şekline bağlıdır. Açıkçası, kanal yatağı ne kadar dik olursa, hız o kadar büyük olacaktır. Tortu taşırken enerji harcanır.

Açık olan bir akıma eşit olan diğer şeyler, çökeltilere göre olduğundan daha büyük bir hıza sahiptir. Bir dere, yatağı ve yanlarıyla sürtünme ile geciktirilir. Geniş, engebeli dibi olan eğri kanal, yavaş bir akım üretme eğiliminde büyük sürtünme sunar. Dar ve düz dipli düz kanallar daha az sürtünme sağlar ve daha yüksek hız sağlar.

(iii) Bir akımın hızı, yükü arttıkça azaldığı için, yükün darbelerinin de azalacağı takip edilir. Bu, taşınan takımların sayısı arttıkça, belirli bir zamanda verilen vuruşların sayısı arttıkça, fakat her vuruşta daha zayıf olacaktır. Aksine, ne kadar az taşınırsa, o kadar az atış belirli bir zamanda verilen vuruşların sayısıyla o kadar az olacaktır, ancak her darbe daha güçlü hale gelir.

Kademeli Akışlar:

Bir akışın gradyanı, kendisine eğimli yamaçlardan getirilen tortuyu ileri yıkamak için gerekli hızı vermek için yeterliyse, sınıfta olduğu söylenir. Teslim edilenden daha fazla taşıma yapabiliyorsa, malzemeyi yatağından daha düşük bir eğimde dereceye gelinceye kadar uzaklaştırır.

Teslim edilenlerin tümünü taşıyamazsa, yükün bir kısmı depozito olarak kalır. Bu sayede kanal yükseltilir ve gradyan kademeli olarak daha dik hale gelir, zamanla akım kendisine verilen tortuyu taşıyacak kadar hızlı akana kadar.

Nehir Taşımacılığı:

Bir akıntı tarafından çeşitli erozyon noktalarından biriktirme yerine kadar taşınan tüm malzeme akıntı yükünü oluşturur.

Bir dere tarafından taşınan malzeme, aşağıda verilen bir dizi kaynaktan elde edilir:

(i) Bir dere yükünün ana kısmı, ayrışmaların kayaların ayrışması ve kayması ve yer değiştirmesi sırasında verilir. Yağmurlar sırasında, başlangıçtaki akarsu çamurludur, gullies boyunca şiddetli bir şekilde yıkadığı için, tepe eğimlidir. Ekim bölgelerinde, eğer sürülmüş zemin eğimli ise, çok küçük çok sayıda dere ve küçük kollar, gevşek konsolide olmayan materyali ana dere taşıyacaktır.

(ii) Akarsuların yıpranmasından ve akıntının yatağından kaynaklanan malzeme akıntı yüküne katkıda bulunur.

(iii) Sarp taşlardan olan malzemeler yerçekimi veya herhangi bir yer hareketi ile yerinden edilebileceği için akıntıya düşebilir.

(iv) İnce saçılmış bitki örtüsü yerine, öğütülmüş kum tozu vb. rüzgarla giderilebilir ve bunlar akıntıya düşebilir.

(v) Rüzgarla taşınan volkanik kül, dere düşebilir.

(vi) Silt ve toz halindeki kayaları eriten buzullar akıntıya girebilir.

(vii) Yeraltı suyu, çok miktarda çözünür malzeme ekler.

Ulaşım yöntemleri:

Akış yükü, çekiş, süspansiyon ve çözelti işlemi ile bir akış tarafından taşınır.

ben. Çekiş:

Süspansiyonda taşınamayacak kadar büyük veya ağır tortular yatak yükünü oluşturur. Bu kaba parçacıklar akışın dibi boyunca hareket eder ve yatak yükünü oluşturur. Öğütme etkisiyle yatak yükü maksimum erozyona neden olur.

Yatak yükünü oluşturan parçacıklar yuvarlanma, kayma ve tuzlanma yoluyla dere yatağı boyunca hareket eder. Tuzlanmada, tortu parçacıkları akış yatağı boyunca bir dizi sıçrama ya da atlama yapar.

Bu, parçacıklar çarpışmalarla yukarı doğru itildiği ya da akım tarafından kaldırıldığı ve yerçekimi onları akıntının yatağına geri çekene kadar kısa bir mesafeden aşağıya doğru akarken meydana gelir. Tuzlanma ile hareket edemeyen daha ağır parçacıklar şekillerine bağlı olarak taban boyunca yuvarlanır veya kayar.

ii. Süspansiyon:

Çoğu durumda, akarsu, süspansiyondaki yüklerinin büyük bir bölümünü taşır. Aslında, suda asılı görünen görünür tortu bulutu bir akıntının yükünün en belirgin kısmıdır. Normal şartlar altında kum, silt ve kil süspansiyon halinde taşınır. Ancak taşkınlar sırasında büyük parçacıklar da süspansiyon halinde taşınır. Süspansiyondaki toplam malzeme miktarı, daha fazla sayıda kol ana akıma katıldıkça aşağı yönde artar.

iii. Çözüm:

Mekanik olarak taşınan malzemeye ek olarak, çözelti içinde önemli miktarda malzeme taşınır. Akışla taşınan çözünmüş yükün çoğu, yeraltı suyu ile sağlanır. Toprağın içinden süzülen su, çözünür toprak bileşikleri elde eder. Bu su, aşağıdaki yatak kayalarındaki çatlak ve gözeneklerden sızar ve ayrıca ilave mineral maddeleri de çözebilir. Sonunda, bu mineral bakımından zengin suyun çoğu, akarsularda yolunu bulur.

Akışın hızının, akışın çözünmüş yükü taşıma kabiliyeti üzerinde bir etkisinin olmadığı anlaşılabilir. Materyal çözelti haline geldiğinde akış hızından bağımsız olarak akışın gittiği her yere gider.

Çözünmüş yükün miktarı iklim ve jeolojik yapıya bağlıdır. Çözünmüş yük genellikle milyon kısım su başına (milyon kısım veya ppm başına) çözünmüş malzemenin bir parçası olarak ifade edilir. Dünyadaki ortalama nehirlerin çözünmüş yükünün 115 ila 120 ppm olduğu tahmin edilmektedir. Akarsular tarafından her yıl okyanuslara yaklaşık 4 milyar mt çözünmüş mineral madde tedarik edilmektedir.

Nehir Birikimi:

Bir akışın yükünü taşımasını sağlayan koşullar tersine çevrilirse akış, yükünü biriktirmeye devam eder. Bütün akarsu yatakları alüvyon olarak adlandırılır.

Bir dere tarafından biriktirmenin çeşitli nedenleri şunlardır:

(a) Büyük vadilerin orta ve alt kısımlarında azalan bir gradyan çökeltilerin birikmesine neden olan akış hızını düşürür.

(b) Yetersiz yağış bölgelerinde akan nehirler, hem hızlı buharlaşma ile hem de toprağa batan su ile sık sık su kaybederler. Azalan hacim, azaltılmış hız ve azaltılmış taşıma gücü anlamına gelir. Biriktirme sonuç olarak ortaya çıkar.

(c) Birçok nehir, akımın kontrol edildiği ağızlarında birikmektedir.

(d) Biriktirme, nehir kanallarının şeklindeki değişikliklerle de sağlanır. Örneğin, tortu ile yüklenen su, geniş, çarpık ve düzensiz bir tane girmek için kanalın dar, düz ve pürüzsüz bir bölümünü bırakırsa, akımın yatak ve kenarlarla sürtünmesi artar ve bu nedenle akış hızı azalır. sediment birikimi.

(e) Yüksek dereceli gradyanlara sahip olan kolçaklar, çoğu zaman halsiz ana akımlarına, ikincisinin ileride yıkayabildiklerinden daha fazla tortu verir ve ana vadi tabanı boyunca birikintiler oluşturur.

Yerleşme Hızı ve Parçacıkların Sıralanması:

Bir akışın hızı düştüğünde, çökeltileri taşıma kapasitesi azalır ve çökelti yükünü düşürmeye başlar. Yerleşen ilk büyük parçacıklar. Her parçacık büyüklüğü kritik bir yerleşme hızına sahiptir.

Akış hızı, belirli bir parçacık boyutunun kritik yerleşme hızının altına düştüğü zaman, bu kategorideki sediment yerleşmeye başlar. Bu şekilde, akım aktarımı, çeşitli boyutlardaki katı parçacıkların ayrıldığı bir mekanizma sağlar. Bu işleme, benzer büyüklükteki parçacıkların neden birlikte biriktirildiğini açıklayan sıralama adı verilir.

Akarsu Mevduatının Yeri ve Çeşitleri:

Bir dere, taşınan malzemeyi (alüvyon) dik yamaçların eteğinde, dere içinde, taşkın ovaları üzerinde ve nehir ağzında biriktirir.

Alüvyal Fanlar ve Koniler:

Alüvyonel bir fan, bir akışın gradyanının aniden azaldığı bir akıntı yatağıdır. Bunlar genellikle bir derenin dağdan çıktığı ve geniş bir vadiye veya düz bir zemine çıktığı yerlerde görülür. Bu tür bir çökeltme, çökeltiyi taşıyan akışın hızındaki ani bir düşüş nedeniyledir.

Tortu, akış gradyanının kırıldığı ve bir alüvyon fanı olarak adlandırıldığı noktaya doğru eskimekte olan bir fan şekilli yığın veya koni gibi görünür. Fan daha dik, kalın ve kalın büyüdükçe, çökelti biraz konik bir şekle bürünür ve alüvyal koni olarak adlandırılır.

Bazen dağ yamacından aşağıya doğru akan ve bir dizi alüvyon hayranı yaratan paralel akışlar buluruz. Bitişik alüvyon fanlarının birleşmesiyle oluşturulan özelliğe, piedmont alüvyal fan, bileşik alüvyon fan veya bajada (İspanyolca terim) gibi farklı adlar verilmiştir.

Kanal içinde ve boyunca para yatırma:

Orta derecede yüksek gradyanlara sahip hızlı akan akışlar birikintiden daha fazla erozyona uğrar ve bu yüzden rotaları çoğunlukla çökelti tortularından ziyade, delikler, şelaleler ve rapids gibi özelliklerle karakterize edilir.

Bu tür akışların kanallarında bile, bazı durumlarda biriktirmenin olabileceği belirtilebilir. Örneğin, genel olarak, dalma havuzundan kaldırılan daha büyük kaya döküntülerinin biriktiği bir şelalenin aşağısındaki bir çakıl çubuğu bulabiliriz.

Başka bir durumda, hızla akan bir tributary, ana akıma, ikincisinin taşıyabileceğinden daha fazla yüke katkıda bulunabilir. Bu, bağlantı noktasından aşağı yönde bir kum veya çakıl birikintisinin oluşmasına neden olur.

Bazı durumlarda, bir akış örgülü desen denilen şeyi alan çok kumla beslenebilir. Böyle bir durumda kanal, arasında suyun aktığı barlar labirentine dönüşür.

Kum çubuklar ayrıca akıntıların kıvrımlı kıvrımlı diziler halinde aktığı yerlerde de yaygındır. Bir kıvrım etrafında bir dere akarken, dış taraftaki suyun hızı o taraftaki erozyona yol açar. Aynı zamanda kıvrımlı suyun içindeki su yavaşlar ve tortuların çökmesine neden olur. Bükmenin içinde meydana gelen bu birikintilere nokta çubukları denir.

Bazı yerlerde bir akış, önceden oluşturulmuş bir döngü yolunu bantlayan bir yolunda kısa devre yapabilir. Kalan kanal halkası dere ile tamamen kesilir ve oluşan özelliğe öküz yay gölü veya terk edilmiş bir kıvrım denir.

Doğal Perdeleri ve Taşkın Ovaları:

Bir alüvyon nehri sular altında yükseldiğinde ve nihayet kıyılarını aştığında, derhal yükünün çok altına düşer, çünkü su sınırlayıcı kanaldan çıkar çıkmaz aniden hız düşer.

Taşma, kanal söğütlerinden yavaşça uzaklaşırken diğer bitki örtüsü, hareketini yavaşlatmaya ve enerjisini azaltmaya yardımcı olur. Sonuç olarak, kanalın her iki yanında bir ince tortu sırtı oluşturulur. Bu tür sırtlara doğal tortular denir.

Büyük bir nehir, 4 ila 6 m yüksekliğindeki doğal merceklerle çevrelenebilir. Tek bir taşkın 15 ila 60 cm arasında ince kum ve silt ekleyebilir. Doğal tortular, yalnızca yoğun olarak yüklenen ve sık sık su basan büyük nehirler boyunca bulunur.

Doğal bentler ile sular altında kalan vadinin duvarları arasındaki sınırdaki alçak alanlar, tortular almaktadır. Böylece alüvyal birikintili nehir ovaları, kademeli olarak doğal parantez ile birleştirilerek oluşturulmuştur. Bu biriktirme ovalarına sel ovaları denir. Taşkın ovaları, her bir su altındayken ince bir tortu tabakası alır. Bu silt yatakları sel ovalarının verimliliğini arttırıyor.

Toprakların verimliliği nedeniyle, taşkın ovalarının çoğu yoğun olarak bulunur. Doğal su tortuları, su tortusu kanaldaki suyu tuttuğu için, orta derecede yüksek su durumlarında, sel ovalarına koruma görevi görür.

Kanal Depozitoları:

Bir akışın kanalında biriken alüvyona kanal dolgusu denir. Bu birikimler çeşitli şekillerde olabilir, ancak genellikle nehir çubukları veya kum çubukları olarak bilinir.

Bu mevduatlar aşağıdaki yerlerde oluşturulmaktadır:

(a) Ekranın kenarları boyunca

(b) Keskin bir bükümün iç tarafında.

(c) Çevreleyen engeller

(d) Alçak adalar şeklinde

Aşırı aşırı yüklenmiş alüvyonlu bir akış, yükünü farklı pozisyonlardaki vardiyalarda biriktirerek akışın tekrar birleştirilen kanallara bölünmesine neden olabilir. Bu özelliğe örgülü akış denir. Bir akıntının, akış hızındaki düşüş ve artıştan dolayı dönüşümlü olarak çökeltildiği ve erozyona uğradığı durumlar da vardır. Bu özelliğe scour ve fill denir.

Eğrilerdeki Mevduat:

Belirgin bir kıvrım yapan bir akım durumunda, dış bankın yakınındaki su kütlesi, iç bankın yakınındaki su kütlesinden daha yüksek bir hızda hareket eder. Sonuç, kanalın dış bölgelerinde kayma eğimine neden olan konsantre erozyon, yani eğrinin iç tarafında shoaling olur.

Akıntıların sarmal akışı (Şekil 7.7), türbülanslı difüzyon ile birlikte, akıntının, bendin dış tarafındaki derin hızlı akan bölümünden, çökeltinin bulunduğu yerin sığ yavaş akan daha az türbülanslı sularına tortu taşır. . Böylece erozyon bir tarafı kıyıları kestikçe, karşı tarafı kurulur ve sonuç olarak akarsu yanal olarak göç eder.

deltalar:

Deltalar, çökeltileri taşıyan akıntıların ağzına inşa edilen birikintilerdir. Nehirlerin denize veya göle getirdiği çökeltilerin bazıları dalgalar ve akıntılar tarafından taşınır. Sedimentlerin çoğu, özellikle düzenli veya neredeyse düzenli olmayan su kütlelerine akarlarsa, nehirlerin ağzından birikir. Bu tür tortular deltalar oluşturabilir.

Nehir bir okyanus veya gölün nispeten durgun sularına girerken hızı aniden düşer. Bu durum nihayetinde kanalın yavaşlayan sudan sedimentle tıkanmasına neden olur. Sonuç olarak nehir, taban seviyesine daha kısa bir gradyan rotası arıyor. Bu eylemde ana kanal, dağıtım adı verilen birkaç küçük parçaya bölünür.

Deltalar, kollarınkine zıt bir şekilde hareket eden bu kaydırma kanalları ile karakterize edilir. Kollar ana kanala su taşırken, kollar suyu ana kanaldan uzaklaştırır. Kanalın bir kaç kaymasından sonra, Yunan harf deltası (A) gibi kabaca üçgen şeklinde tek bir delta gelişebilir.

Bir deltanın inşasını destekleyen faktörler şunlardır:

(i) Akıntıda çok miktarda tortu var.

(ii) Alıcı durgun su kütlesinde (göl, deniz) dalgaların olmaması veya zayıf dalgalar.

(iii) Denizin tuzluluğu. Tuz, çökeltilerdeki kil bileşeninin bir pıhtılaştırıcısı olarak işlev görür.