Nehir dinamikleri , veya nehir Geodynamics, evrim çalışmaları jeomorfoloji nehirlerin (düşen nehir morfolojiyi çıkan formlar). Öyle multidisipliner unsurları ödünç yöntemle ve tanı gelen fiziki coğrafya (dahil jeomorfoloji ), jeoloji , sedimentoloji , hidrolik , hidroloji , biyoloji ve nehir ekolojisi.
Avrupa'da Su Çerçeve Direktifi (WFD), “nehir hidromorfolojisi” kavramını yasaya getirdi.
Eskiden " akarsu jeomorfolojisi " ( Anglo-Saksonlar arasında akarsu jeomorfolojisi ) ifadesiyle ve Maurice Pardé'nin ifadesine göre " potamoloji " (sel ve sel gibi etkileri ve nedenleri içerir) ile adlandırılır.
Fransa'da, kelime "hydrogeomorphology" doğru saptanması için bir özel yöntemi açıklamak için kullanılmıştır taşkın alanlarının (Masson ve diğerleri., 1996), topografik özelliklere ve jeomorfolojik vadi tabanında (göre küçük bir yatak , orta yatak ve ana yatak altında olmayan taşkın nehir terasları ).
Avrupa'da, Avrupa Çerçeve Direktifi ( WFD ), su havzasının ve özellikle hidrolojik bölümün iyi ekolojik işleyişi ile bağlantılı olarak “akarsu hidromorfolojisi” kavramını yasaya getirmiştir.
Taşıma bölgesinin tortu su yollarında genellikle "katı taşıma" ya da "tortu transit" olarak ifade edilir.
Tortu taşınması iyi farklılaştırılmış iki biçim alır: yatak yükü ve süspansiyon. İtme haddeleme ya da yatağın alt üzerinde oldukça kaba sediment taşınmasıdır saltation . Süspansiyon akış kütle sediman taşıma araçları.
Belirli bir hidrolik durumda, tortuların davranışı, parçacıkların boyutuna göre değişir:
Bu nedenle ara bir durumda olan malzemelerin boyutu eğime göre çok az değişiklik gösterir. Bu nedenle, su yollarının çoğu için (0.1 ‰ altındaki çok yavaş su yolları ve% 3'ün üzerindeki sel hariç ), geçiş aralığı, 200 ila 700 μm arasındaki orta ila kaba kumları kapsar .
Sel yataklarının gözlemleri bu mekanizmayı açıkça göstermektedir:
Büyük vadilerde ve alüvyal düzlükte, aktif şerit, çok az bitki örtüsüne sahip olan veya hiç bitki örtüsü olmayan alüvyal bankaların bölgesidir, örneğin Loire'ın bir bölümünde hala önemli ve nispeten doğal olan, yıllık veya iki yıllık sellerle yeniden işlenmiştir.
" Alüvyal düzlükte ", vadi tabanında veya deltada , yatağın su yolu tarafından taşınan tortularla kalıcı (veya en azından sık) etkileşimde olduğu aktif bir yataktan söz ediyoruz . Bu etkileşimin aşağıdaki sonuçları vardır:
Aksine, yatağın tabanı sabitlendiğinde ve tortu geçişi yatakla etkileşim olmadan gerçekleştiğinde pasif bir yataktan söz ediyoruz . Yatak sabitlenebilir:
Ara durumlar elbette mümkündür:
Nehirler ince ve / veya kaba çökeltilerle kaplıdır. Bu tortular su hızı ile sürüklenir ve 0,5 ila 1 arasında bir kum sürüklenmesine başlangıcının hızı Hatırlanacağı gibi, aa 1 ila 5 arasında bir derinliğe kadar çapı m, yaklaşık 0, 5 m / s . Bu nedenle, akış hızı bu değerden büyükse katı taşıma sağlanır. Araştırmacılar önemli bir kısmı boyunca sediman taşıma formüller üzerinde çalıştı XX inci yüzyılın. Katı madde akım tortu yaklaşık orantılı akış sıvı akışına. Bir sel, deniz tabanını aşındırarak geçici olarak katı taşımayı artırır.
Oldukça farklı tiplerle ilişkilendirilen karyolanın genel şekli "nehir stili" olarak adlandırılır. Yukarıdan aşağıya doğru farklı stiller listelenmiştir:
Dağlık bölgelerden gelen nehirlerin memba kısmında, eğim çok dik ve dere neredeyse düzdür. Yatak dardır. Sağlam taşıma önemlidir.
Torrent, Saint-Martin-Vésubie, Alpes-Maritimes.
Torrent, başka bir örnek.
Örgü deseni, güçlü bir katı taşımanın karakteristiğidir. Yatak, birçok adayı oluşturan birkaç dengesiz kanaldan oluşur. Yatak geniş ve düzdür. Bu tür su yolları, geçmişte gerçekleştirilen çok sayıda dayk nedeniyle Fransa'da nadiren bulunur. Eğimin daha az olduğu ve kıvrımlı yolun daha belirgin olduğu anastomozlu kanallara sahip nehirlerden de bahsediyoruz.
Örgülü nehir.
Örgülerle örülmüş: sürekli gençleşen özellikle farklı bir ortam.
Örgülü nehir.
Dolambaçlı stil, kıvrımlı ve örgü stili arasında orta bir adımdır. Katı taşıma, örgü sayısı kadar azalır. Menderesler şekillenmeye başlar.
Tuhaf tarz.
Nehir dolambaçlı bir çizgiyi takip ediyor. Yatak benzersizdir ve sağlam taşıma, yatak yükleme ile değil, neredeyse yalnızca süspansiyon yoluyla gerçekleşir.
Nehir serbest kıvrımlı.
Amazon Nehri.
Kıvrımlı kıvrımlar.
Herhangi bir akarsu, erozyon ve birikme arasında bir salınım sunar (ayrıca kesik ve yükselmeden de söz ediyoruz). Karşıdaki diyagram, bir nehrin dinamik dengesinin basitleştirilmiş sürecini göstermektedir. Su akışı arttıkça, ok erozyona doğru hareket ederek katı taşınımını arttırır. Tersine, akış hızı azalırsa, ok çökelmeyi gösterir ve katı akış hızı "denge" bulunana kadar azalır. Nehirler, yerel fiziksel ve hidrolojik koşulların bir fonksiyonu olan denge eğimlerine doğru eğilim gösterirler.
Özgürlük alanı veya hareketlilik alanı kavramı .
Bankalar farklı şekillerde gelişebilir. Suyolu akıntısı, bankaların erozyonu nedeniyle yatağın seyrini değiştirebilir. Bu erozyon, suyun hızı ve su kütlesinin dalgaları da dahil olmak üzere türbülansı , parçacıkları kıyıdan koparmak için yeterli enerji içerdiğinde mümkündür. Yani uyumlarının ve ağırlıklarının üstesinden gelin. Su ile temas halinde olan tüm banka söz konusudur: ayak ve görünen banka.
Zemin mekaniği bankaların evrim mekanizmalarının önemli bir rol oynar. Banka toprak kaymaları heyelanlardan, yani zeminin tutarlılığındaki kırılmalardan kaynaklanıyor olabilir. Su, bu kırılmayı farklı şekillerde destekleyebilir: toprağı suyla doyurarak ve bankaya stabilize edici bir itme uygulayarak veya uygulamayarak. Bir durgunluk sırasında bu iki unsur eklenir: eğim suya doyurulur ve durgunlukla birlikte stabilize edici itme azalır. Heyelanların bir başka nedeni de sözde oyma işlemidir . Bu fenomen, örneğin gerileyen bir erozyon sırasında veya bankanın ayağının aşınmasıyla ortaya çıkabilir.
Bankaların gelişiminde başka faktörler de hesaba katılmalıdır. Kıyıdaş orman türbülansı artırarak erozyonu güçlendirmek bitkilerin veya tam tersine kök sistemlerine bir dengeleyici rol sayesinde sahip olabilir. Sığ kök sistemli ağaçlar sökülüp sonbaharda bankanın bir kısmını taşıyabilir. Akış yönünde, akıntının taşıdığı ağaçlar dere yatağında darlıklar oluşturabilir.
Son olarak ve daha az ölçüde, kunduzlar veya nutria gibi kemirgenlerin varlığı bir bankanın dengesini bozabilir.
Nehir, sürekli evrim içinde dinamik bir ortamdır. Plan formları sürekli olarak gelişiyor. Ya erozyon ve çökelme ile ya da örneğin bir menderes keserek ya da bir selden sonra yatağı değiştirerek daha aniden.
Eski mendereslere sahip bir nehrin evrimine, bir kıvrımlı kesime ve eski bir taşkın ovasına örnek
Rio Negro, Arjantin.
Mendereslerin evrimi.
Yukon ve Koyukuk Nehirleri, Alaska.
Bir su yolunun hidrolojisi ve doğallığı, pompalama, barajlar ve ayrılmış akışlar, kilitler, taşkın rejiminin değiştirilmesi, yataktan çekilme, bankaların yapay hale getirilmesi vb. Dahil olmak üzere çeşitli faktörler tarafından değiştirilebilir.
Bir su yolu yatağından malzemelerin çıkarılması, su hattının alçalmasına ve yukarı yönde gerileyen bir erozyona yol açar . Alım kısıtlanırsa, yukarı akım erozyonu ve çukurdaki birikme sonunda alımı doldurabilir ve akıntı kabaca başlangıç dengesine geri dönecektir. Akışaşağısında, su yolu, çukurda birikmeyi takiben katı akış açığını telafi etmelidir. Akış, malzemelere doymak için yatağı kazar. Bu nedenle iki erozyon vardır: gerileyen yukarı akış ve ilerleyen aşağı akış. Materyal eksikliği, bankalar üzerinde artan strese ve dolambaçlı bir eğilime neden olur . Erozyonun sonuçları, yapıların dengesizleşmesi ve kıyı şeridi toprak kaymaları olabilir.
Su depoları yerleşimciler olarak hareket ederler. Neredeyse sıfır akış hızları katı malzemelerin yerleşmesine ve barajı kademeli olarak doldurmasına izin verir. Akış yönüne bırakılan su, herhangi bir katı yükten arındırılır. Kendini malzemelerle doyurmak için su yolu, yataktan gerekli katı akışı çeker. Barajlar ayrıca taşkınların boyutunu sınırlandırarak küçük yatağın genişliğini de azaltır.
Eşik katı nakliye ve özellikle de baskı engeller. Katı taşıma yeterliyse, akış yukarı nehir yatağı, düşen suyun yarattığı emme nedeniyle birkaç santimetre eksi eşik çıkıntısı seviyesine yükselecektir. Akıntı yönünde, barajlarda olduğu gibi erozyon var.
Nehrin eksenine bir açıda olan eşikler, tepelerindeki taşkın su seviyesinin düşürülmesini ve bu nedenle çekişi artırmayı mümkün kılar . Bu nedenle, nehrin eksenine dik olan eşiklere göre tortu taşınması üzerinde daha az etkiye sahiptirler.
Bir sapma, azalmış akış ve erozyonla sonuçlanır. Baypas, su hattının alçalmasına ve yatağın genişliğinde bir azalmaya neden olabilir. Büyük sapmalar, su miktarlarındaki azalma nedeniyle aşağı havza ekosistemleri üzerinde sonuçlara neden olabilir.
Yeniden kalibrasyon ile, bir nehrin bölümünün genişlemesi kastedilmektedir. Eğimde bir değişikliğe ve su yolunda dengesizliğe neden olan çok fazla yeniden kalibrasyon riski. Daha büyük taşıma kapasitesi, taşma sıklığını azaltır ve sonuç olarak akış aşağı su kütlelerini artırır.
Güneşli yüzeydeki artışa bağlı olarak su yolunda ısınma meydana gelebilir. Oksijen konsantrasyonlarında bir azalma ve askıya alınmış maddede bir artış .
Dolgular, su yolunun daha sağlam taşınmasına yol açabilir. Muhafaza, akış bölümünün daralmasına neden olur ve yatağın batmasına neden olabilir. Dolgudan ayrılırken, bir çökeltme bölgesi oluşumu vardır.
Oluklar, dolacak ölü su alanları oluşturarak bankaları korumak için bir nehrin gelişimi için kullanılabilir. Bir nehir yatağına kasıkların inşası da bir sel kanalı oluşturmayı mümkün kılar. Kulaklar su akışını yatağın merkezine doğru yoğunlaştırır.
Bir doğal buz sıkışması , su ile getirilen malzemelerin (son derece büyük bir başarıyla) geçici olsun ya da olmasın, doğal birikimidir. Buz sıkışmaları, bir ada veya menderes oluşumunu başlatarak dere yatağını değiştirebilir . Buz sıkışmaları yatak taşmalarına neden olabilir. Akış koşullarını yerel olarak değiştirirler ve su tutulmasına neden olarak bir eşik görevi görebilirler.