Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Аллювиальная река является один , в котором кровать и банки состоят из мобильного осадка и / или почвы . Аллювиальные реки образуются само собой, а это означает, что их русла формируются в зависимости от величины и частоты наводнений, которые они испытывают, а также способности этих наводнений размывать , наносить и переносить наносы . По этой причине аллювиальные реки могут принимать различные формы в зависимости от свойств их берегов; потоки, которые они переживают; местная прибрежная экология; а также количество, размер и тип наносов, которые они несут. [1]

В меньшем пространственном масштабе и более коротком временном масштабе закономерности движения воды в результате таких событий, как сезонные наводнения , создают различные участки почвы, которые варьируются от аэробных до анаэробных и имеют разные питательные вещества, скорость и динамику разложения. Если смотреть на более крупные пространственные масштабы, топографические особенности были созданы ледниковыми событиями, такими как оледенение и дегляциация, изменения уровня моря, тектонические движения и другие события, которые происходят в более длительных временных масштабах. Эти краткосрочные и долгосрочные масштабы вместе определяют структуру и характеристики аллювиальных рек. Эти реки также состоят из определенных топографическихособенности, которые включают склоны холмов в формировании сторон долины, террасы, остатки старых пойм на более высоких отметках, чем пойма, которая в настоящее время активна, дамбы, которые являются естественными, меандровые завитки, естественные дренажные каналы и временные поймы, а также постоянный. [2]

Образцы аллювиальных каналов [ править ]

Естественные аллювиальные каналы имеют множество морфологических структур, но в целом их можно описать как прямые, извилистые , плетеные или анастомозирующие . [3] Различная структура каналов возникает из-за различий в разливе от берега , градиенте, подаче наносов и материале берегов . [3] Структуры каналов могут быть описаны на основе их уровня извилистости , который представляет собой отношение длины канала, измеренной по его центру, к расстоянию по прямой линии, измеренному по оси впадины. [3]

Прямые / извилистые каналы [ править ]

Прямые русла (извилистость <1,3) относительно редки в природных системах из-за того, что отложения и потоки редко распределяются равномерно по ландшафту. [3] Неравномерность отложения и эрозии отложений приводит к образованию чередующихся полос, которые последовательно располагаются на противоположных сторонах канала. [3] Чередование последовательностей стержней приводит к тому, что поток направляется извилистым образом, что приводит к образованию извилистых каналов (извилистость 1,3–1,5). [3]

Извилистые каналы [ править ]

Извилистые каналы более извилистые (> 1,5 извилистости), чем прямые или извилистые каналы, и определяются морфологической единицей длины волны меандра . [3] Длина волны меандра - это расстояние от вершины одного изгиба до следующего на той же стороне канала. [3] Длина волны извилистых каналов описана в разделе 1.2 Геоморфические единицы. [3] Извилистые каналы широко распространены в настоящее время, но не было обнаружено никаких геоморфных свидетельств их существования до появления наземных растений. [3] Это в значительной степени объясняется влиянием растительности на повышение устойчивости берегов и сохранение меандров. [3]

Плетеные каналы [ править ]

Плетеные каналы характеризуются множеством активных потоков в широком канале с малой извилистостью. [3] Меньшие нити потоков расходятся вокруг отстойников и затем сходятся в виде плетения. [3] Плетеные каналы динамичны, пряди движутся внутри канала. [3] Заплетенные каналы возникают из-за наносов, превышающих пропускную способность ручья. [3] Они встречаются ниже по течению от ледников и горных склонов в условиях высокого уклона, переменного расхода и высоких нагрузок крупнозернистых наносов. [3]

Каналы анастомии [ править ]

Каналы для анастомирования похожи на плетеные каналы в том, что они состоят из сложных нитей, которые расходятся, а затем сходятся вниз по потоку. [3] Однако анастомозирующие каналы отличаются от плетеных каналов тем, что они протекают вокруг относительно стабильных, обычно покрытых растительностью островов. [3] У них также, как правило, более низкий градиент, они более узкие и глубокие, а также более прочные пряди. [3]

Геоморфические единицы [ править ]

Длина волны меандра [ править ]

Длина волны меандра или чередующаяся полосчатая последовательность считается основной экологической и морфологической единицей извилистых аллювиальных рек. [4] Длина волны меандра состоит из двух чередующихся блоков стержней, каждая из которых имеет бассейн, очищенный от берега , увеличивающий лепесток или точечный стержень , и перекладину, которая соединяет бассейн и точечный стержень. [4] В идеализированном канале длина волны меандра составляет примерно от 10 до 11 ширины канала. [3] Это равносильно тому, что бассейны (а также перекаты и точечные перекладины) разделены в среднем 5–6 шириной каналов. [3]Радиус кривизны изгиба меандра описывает плотность дуги меандра и измеряется радиусом круга, который соответствует дуге меандра. [3] Радиус кривизны в 2–3 раза больше ширины канала. [3]

Формы суши [ править ]

Поймы [ править ]

Поймы - это участки суши, прилегающие к руслам аллювиальных рек, которые часто затопляются . [3] Поймы построены путем осаждения подвешенного груза из overbank потока, bedload осаждения из боковой миграции реки и ландшафта процессов , таких как оползни . [3]

Естественные дамбы [ править ]

Естественные дамбы возникают, когда пойма аллювиальной реки в основном формируется за счет отложений на берегу и когда относительно крупные материалы откладываются вблизи основного русла. [3] Естественные дамбы становятся выше, чем прилегающая пойма, что приводит к образованию болот и каналов язу, в которых притоки реки вынуждены течь параллельно основному каналу, а не сходиться с основным каналом. [3]

Террасы [ править ]

Террасы - это объекты для хранения наносов, которые фиксируют вынос наносов из аллювиальной реки в прошлом. [3] Многие изменения граничных условий могут образовывать террасы в аллювиальных речных системах. [3] Основная причина их образования заключается в том, что река не обладает транспортной способностью перемещать наносы, поступающие в нее через водосборный бассейн . [3] Прошлый климат во время четвертичного периода был связан с ухудшением и рассечением пойм, оставив позади ступенчатые террасы. [3] Подъем, а также снижение уровня моря также могут вызвать образование террас, поскольку река врезается в свое нижележащее русло и сохраняет отложения в своей пойме.[3]

Геоморфические процессы [ править ]

Компоненты природного гидрографа [ править ]

Компоненты естественного гидрографа, такие как штормовые явления ( наводнения ), основные потоки, пики таяния снегов и конечности рецессии, являются специфическими для рек катализаторами, которые формируют экосистемы аллювиальных рек и обеспечивают важные геоморфологические и экологические процессы. [4] Сохранение годовых изменений гидрологического режима реки - модели величины, продолжительности, частоты и времени стока - имеет важное значение для поддержания экологической целостности в экосистемах аллювиальных рек. [4]

Перенос канала [ править ]

Эрозия берегов на выемках на внешней стороне меандров в сочетании с отложением остроконечных полос на внутренней стороне меандров вызывает миграцию русел . [3] Наибольшая эрозия берегов часто происходит сразу после вершины меандра, вызывая миграцию вниз по течению, поскольку высокоскоростной поток разъедает берег, когда он движется по кривой меандра. [3] Авульсия - это еще один процесс миграции каналов, который происходит гораздо быстрее, чем процесс постепенной миграции эрозии береговых отмелей и отложения точечных стержней. [3] Отрыв происходит, когда боковая миграция приводит к тому, что два меандра сближаются настолько, что берег реки между ними нарушается, что приводит к соединению меандров и образованию двух каналов. [3]Когда первоначальный канал отрезан от нового русла отложениями наносов, образуются старицы. [3] Миграция по руслам важна для поддержания разнообразных водных и прибрежных сред обитания. [4] Миграция вызывает попадание отложений и древесных остатков в реку и создает новые поймы внутри меандра. [4]

Бюджеты отстойников [ править ]

Динамические устойчивые состояния эрозии наносов и отложений работают для поддержания морфологии аллювиальных русел, поскольку река достигает импортных и экспортных мелких и крупных отложений примерно с равной скоростью. [4] На вершине меандровых кривых высокоскоростные потоки вымывают отложения и образуют бассейны. [4] Мобилизованный осадок затем откладывается на штанге прямо через канал или ниже по течению. [4] Потоки большой величины и продолжительности можно рассматривать как важные пороговые значения, которые определяют мобильность канального слоя. [4] Обострение или деградация канала указывают на дисбаланс баланса наносов. [4]

Наводнение [ править ]

Наводнение - важный компонент, определяющий морфологию русел в аллювиальных речных системах. [4] Сезонное наводнение также увеличивает продуктивность и связность поймы. [2] Крупные наводнения, которые превышают интервал повторяемости от 10 до 20 лет, образуют и сохраняют основные русла, а также прорывают и образуют боковые русла, заболоченные земли и старицы . [4] Затопление поймы происходит в среднем каждые 1-2 года при потоках выше уровня полного берега и снижает интенсивность наводнения и размыв каналов, а также способствует циркуляции питательных веществ между рекой и окружающим ландшафтом. [4] Наводнение важно для водных и прибрежных водоемов.сложность среды обитания, потому что она формирует разнообразие особенностей среды обитания, которые различаются по функциям экосистемы. [4]

Биологические компоненты [ править ]

Прибрежные среды обитания [ править ]

Прибрежные среды обитания особенно динамичны в экосистемах аллювиальных рек из-за постоянно меняющейся речной среды. [4] Чередование полос, миграция русел, затопление поймы и отрыв русла создают изменчивые условия обитания, к которым прибрежная растительность должна адаптироваться. [4] Закладка саженцев и развитие древостоя зависят от благоприятного субстрата, который, в свою очередь, зависит от того, как отложения сортируются вдоль берегов канала. [4] Как правило, молодая прибрежная растительность и виды-первопроходцы обосновываются на территориях, которые подвергаются активным русловым процессам, например, в мысовых отмелях, где присутствуют более крупные отложения, такие как гравий и булыжник, но которые сезонно мобилизуются. [4]Зрелая прибрежная растительность может распространяться дальше по склону, где преобладают более мелкие отложения, такие как песок и ил, и менее часты нарушения со стороны активных речных процессов. [4]

Водные среды обитания [ править ]

Водные среды обитания в аллювиальных реках сформированы сложным взаимодействием между наносами, потоками, растительностью и древесными обломками . [4] Бассейны обеспечивают более глубокие участки с относительно прохладной водой и служат убежищем для рыб и других водных организмов. [4] Среда обитания в бассейне улучшается за счет сложных структур, таких как большие древесные обломки или валуны. [4] Рифы обеспечивают более мелкую водную среду с высокой турбулентностью, состоящую в основном из булыжников. [4] Здесь вода смешивается с воздухом на поверхности воды, повышая уровень растворенного кислорода в потоке. Бентические макробеспозвоночныепреуспевают в перекатах, живут на поверхностях и промежутках между камнями. Многие виды также зависят от низкоэнергетических подпольных территорий для кормления и важных этапов жизненного цикла. [4]

Человеческие воздействия [ править ]

Воздействие землепользования [ править ]

Ведение журнала [ править ]

Протоколирование из лесных угодий в аллювиальном водосборных было показано , что увеличение урожайности отложений рек, вызывая агградацию из русла, увеличения мутности, и изменения осадка размера и распределения осадков вдоль канала. Увеличение выноса наносов связано с увеличением стока, эрозии и обрушением склонов в результате удаления растительности с ландшафта, а также строительства дорог.

Сельское хозяйство [ править ]

Использование сельскохозяйственных угодий отводит воду из аллювиальных рек для выращивания сельскохозяйственных культур, а также ограничивает способность реки извиваться или мигрировать из-за строительства дамбы или других форм защиты. Результат - упрощенная морфология каналов с более низким базовым расходом.

Плотины и водовороты [ править ]

Dams and diversions alter the natural hydrologic regime of rivers, both upstream and downstream, with widespread effects that alter the watershed ecosystem.[5][6] Since alluvial river morphology and fluvial ecosystem processes are largely shaped by the complex interplay of hydrograph components such as the magnitude, frequency, duration, timing, and rate of change of flow, any change in one of these components can be associated with a tangible alteration of the ecosystem.[4] Dams are often associated with reduced wet season flood magnitudes and altered (oftentimes reduced) dry season baseflow.[6] This can negatively affect aquatic organisms that are specifically evolved to natural flow conditions.[6] By altering the natural hydrograph components, particularly reducing flow magnitudes, dams and other diversions reduce the river's ability to mobilize sediment, resulting in sediment-choked channels.[7] Conversely, dams are a physical barrier to the naturally continuous movement of sediment from headwaters to the river mouth, and can create sediment deficient conditions and incision directly downstream.[7]

Understanding the natural attributes of alluvial rivers is necessary when restoring their function on small-scale levels below dams. Though the function of the rivers may never be fully restored, it is possible to recreate and preserve their integrity with proper planning and consideration of their necessary attributes.[8] Restoration efforts should focus on restoring the connectivity between the main channel and other floodplain bodies that were lost due to dam creation and flow regulation.[2] The preservation and reconstruction of these alluvial river habitats is necessary in maintaining and sustaining the ecological integrity of river-floodplain ecosystems.[9]

References[edit]

  1. ^ Leopold, Luna B., Wolman, M.G., and Miller, J.P., 1964, Fluvial Processes in Geomorphology, San Francisco, W.H. Freeman and Co., 522p.
  2. ^ a b c Ward, J. V.; Stanford, J. A. (September 1995). "Ecological connectivity in alluvial river ecosystems and its disruption by flow regulation". Regulated Rivers: Research & Management. 11 (1): 105–119. doi:10.1002/rrr.3450110109.
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak Bierman, R. B, David R. Montgomery (2014). Key Concepts in Geomorphology. W. H. Freeman and Company Publishers. United States.
  4. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z Trush et al. (2000). Attributes of an Alluvial River and their Relation to Water Policy and Management. Proceedings of the National Academy of Sciences. Vol 92. No. 22
  5. ^ Richard, Gigi; Julien, Pierre (2003). "Dam impacts on and restoration of an alluvial river-Rio Grande, New Mexico". International Journal of Sediment Research. 18(2): 89-96.
  6. ^ a b c Poff, N. L., Allan, J. D., Bain, M. B., Karr, J. R., Prestegaard, K. L., Richter, B. D., Stromberg, J. C. (1997). The Natural Flow Regime. BioScience, 47(11), 769–784. http://doi.org/10.2307/1313099
  7. ^ a b Kondolf, M. G. (1997) Hungry Water: Effects of Dams and Gravel Mining on River Channels. Environmental Management Vol. 21, No. 4, pp. 533–551
  8. ^ Trush, W. J.; McBain, S. M.; Leopold, L. B. (2000-10-24). "Attributes of an alluvial river and their relation to water policy and management". Proceedings of the National Academy of Sciences. 97 (22): 11858–11863. doi:10.1073/pnas.97.22.11858. ISSN 0027-8424. PMC 17259. PMID 11050220.
  9. ^ Hohensinner, S.; Habersack, H.; Jungwirth, M.; Zauner, G. (January 2004). "Reconstruction of the characteristics of a natural alluvial river-floodplain system and hydromorphological changes following human modifications: the Danube River (1812-1991): EFFECTS OF HUMAN MODIFICATIONS: DANUBE RIVER". River Research and Applications. 20 (1): 25–41. doi:10.1002/rra.719.