FLUVIALISET PROSESSIT.
Jokijärjestelmät, fluviaaliset prosessit ja maisemat, tulva-alueet ja jokien hallintastrategiat ovat tärkeitä ihmisväestölle, kun vaatimukset rajallisista vesivaroista kasvavat.Virtauksiin liittyviä prosesseja kutsutaan fluviaalisiksi prosesseiksi (latinankielisestä sanasta fluvius =joki).
Vesi irrottaa, liuottaa tai poistaa pintamateriaalia eroosioksi kutsutussa prosessissa.Virrat aiheuttavat jokien aiheuttamaa eroosiota, jossa sään aiheuttama sedimentti poimitaan kuljetettavaksi ja siirretään uusiin paikkoihin. Sedimentit laskeutuvat toisen prosessin, laskeuman, avulla. Alluvium on yleisnimitys virtaavan veden laskeuttamalle savelle, siltille ja hiekalle.
VALUMA-ALUE
Virtavesijärjestelmän peruselementti on valuma-allas, joka on jokijärjestelmän valtaama geomorfinen alue. Valuma-alue on avoin järjestelmä. Valuma-aluejaot määrittelevät valuma-alueen valuma-alueen valuma-alueen valuma-alueen valuma-alueen valuma-alueen valuma-alueen valuma-alueen valuma-alueen valuma-alueen valuma-alueen. Missä tahansa valuma-alueella vesi liikkuu aluksi alaspäin ohuena kalvona, jota kutsutaan pintavirtaukseksi (sheetflow) tai maavirtaukseksi (overland flow). Tämä pintavalunta keskittyy rinnenä tai pienimuotoisina alamäkiurina, jotka voivat kehittyä syvemmiksi rotkoiksi ja puroksi lumivyöryssä.
Korkeaa maastoa, joka erottaa laakson toisesta laaksosta ja ohjaa pintavirtausta, kutsutaan interfluveksi. Laajat vuoristo- ja ylänköalueet toimivat mantereen jakajina, jotka erottavat suuret valuma-alueet toisistaan. Valumakuvio tarkoittaa kanavien sijoittelua alueella, joka määräytyy jyrkkyyden, vaihtelevan kalliovastuksen, vaihtelevan ilmaston, hydrologian, maan pinnanmuodostuksen ja maiseman asettamien rakenteellisten ohjauskeinojen mukaan. Luonnossa esiintyy yleisesti seitsemän perusvalumakuviota:
Purokanavat vaihtelevat leveydeltään ja syvyydeltään. Niissä virtaavien purojen nopeus ja niiden kuljettama sedimenttikuorma vaihtelevat. Kaikki nämä tekijät voivat lisääntyä virtaaman kasvaessa. Purkuvirtaama lasketaan kertomalla puron nopeus sen leveydellä ja syvyydellä kanavan tietyn poikkileikkauksen osalta.
VIRTAUS JA KULJETUS: erilaisia prosesseja:
a)Hydraulinen toiminta on turbulenssin työtä vedessä. Virtaava vesi saa aikaan hydraulisen puristus- ja vapautustoiminnan, joka irrottaa ja nostaa kiviä ja sedimenttiä. Kun nämä roskat liikkuvat pitkin jokea, joki mekaanisestieroosioittaa purouomaa edelleen kuljettamansa kuorman kanssa b)hankausprosessin kautta. c) Liuoksella tarkoitetaan puroon liuennutta kuormitusta, erityisesti mineraalien, kuten kalkkikiven tai dolomiitin, tai liukoisten suolojen aiheuttamaa kemiallista liuosta. Suspendoitunut kuorma koostuu hienorakeisista, klastisista hiukkasista, jotka pysyvät virran yläpuolella, ja hienoimmat hiukkaset pysyvät suspendoituneina, kunnes virran nopeus hidastuu lähes nollaan. Pohjakuormalla tarkoitetaan karkeampia aineksia, joita 1) vetovoima raahaa purouomaa pitkin tai 2) suolaantuminen vierittää ja pomppii pitkin puroa.Jos puroon tuleva kuormitus ylittää sen kapasiteetin, tapahtuu aggradaatio eli ylimääräisen sedimentin kasaantuminen, kun laskeuma täyttää purouomaa. Ylimääräisen sedimentin myötä puro muuttuu toisiinsa kytkeytyneiden kanavien sokkeloksi, joka muodostaa harjuuntuneen purokuvion.
VIRTAUSKANAVAN OMINAISUUDET
Jos kaltevuus on asteittainen, purokanavat kehittyvät mutkittelevaksi muodoksi, jota kutsutaan meanderoivaksi puroksi. Jokaisen meanderikäyrän uloimmassa osassa veden nopeus on nopein, ja siellä voi olla jyrkkä penkereen alitus. Toisaalta meanderin sisempi osa kokee hitaimman veden nopeuden ja muodostaa pistemäisen penkereen. Kun meanderin kaula katkeaa ja kaksi alaviistoon jäänyttä rantaa yhdistyy, meanderista tulee eristynyt ja se muodostaa härkäkaarijärven.
Puron kaltevuus:
Jokainen puro kehittää oman kaltevuutensa ja muodostaa pituussuuntaisen profiilin.Puroa nimitetään kaltevuudeltaan kaltevaksi puroksi silloin, kun puroon on sovitettu käytettävissä oleva purkautumisvirtaama, kanavan ominaispiirteet, sen nopeus ja valuma-alueelta tuleva kuormitus. Virran pituussuuntaisen profiilin katkeamista kutsutaan nikkelipisteeksi. Nikkipiste voi syntyä, kun puro virtaa kovan vastustuskykyisen kallion halki tai tektonisten maankohoamisjaksojen jälkeen.
VIRRANPOISTO
Tulvatasangot ovat olleet tärkeitä ihmisen toiminnan kohteita kautta historian. Runsas maaperä, johon tulvavedet tuovat tuoreita ravinteita, houkuttelee maataloustoimintaa ja kaupungistumista. Huolimatta siitä, että tiedämme tulvien aiheuttamista historiallisista tuhoista, tulva-alueet ovat asuttuja, mikä herättää kysymyksiä ihmisten vaarojen havaitsemisesta. Tasainen, matala alue purokanavan varrella, joka altistuu toistuville tulville, on tulva-alue. Se muodostuu, kun joki tulvii kanavaansa suurten virtaamien aikana. Useimpien purojen molemmille rannoille syntyy luonnollisia suojavalleja tulvien sivutuotteena. Tulvien aikana, kun joki ylittää rantansa, se menettää nopeuttaan levittäytyessään ja pudottaessaan osan sedimenttikuormastaan muodostaakseen uomia. Tulvatasanteelle voi muodostua suvantoja ja uomia. Alluviaaliterassit ovat joen molemmin puolin olevia jättimäisiä portaita, jotka ovat syntyneet joen kaivautuessa omaan tulvatasanteeseensa.
RIVERDELTA
Joen suulle muodostunutta tasankoa sanotaan deltaksi.Jokaisen tulvavaiheen aikana jokisuulle kerrostuu uusi kerros alluviumia, joka toisinaan tukahduttaa joen virtauksen. Tämä pakottaa joen hajoamaan useisiin jokijaksoihin. Deltoja on monenlaisia:
a) Niilillä (Afrikassa) ja Tonavalla (Euroopassa) on kaarimaiset deltat.
b) Seine-joella (Ranska) on suistomainen suisto (Estuarine Delta), suiston merenpuoleinen suu. Kun joen suu laskee mereen ja meri tulvii sinne sekoittuneena makean veden ja hyvin vähäisen suiston kanssa, sitä kutsutaan suistoksi.
c) Mississippi-joen suisto on lintujalkainen suisto. Pitkä kanava, jossa on monia jakoväyliä ja sedimentit kulkeutuvat suiston kärjen yli näihina.
TULVAVESIEN HALLINTA
Tulva syntyy, kun korkeat vedet ylittävät virtaveden luonnolliset tai keinotekoiset padot ja levittäytyvät sen tulva-alueelle. Sekä tulvat että niiden mahdollisesti valtaamat tulva-alueet mitoitetaan tilastollisesti tulvien välisen odotettavissa olevan aikavälin mukaan. Kymmenvuotistulva on suurin tulvataso, joka on todennäköinen kerran 10 vuodessa. Virtaaman purkautumista tietyn paikan ajan funktiona kuvaavaa kuvaajaa kutsutaan hydrografiaksi. Hallintoviranomaisten yhteiset ponnistelut tulvien todennäköisyyden vähentämiseksi. Tällaisia hallintatoimia ovat muun muassa keinotekoisten patojen, ohitustien, oikaistujen kanavien, uomien, patojen ja altaiden rakentaminen. Yhteiskunta opettelee edelleen, miten elää kestävällä tavalla maapallon dynaamisten jokijärjestelmien kanssa.
KATSAUSKYSYMYKSET
1. Mikä on jokien rooli hydrologisessa kiertokulussa?
2. Mitkä ovat maapallon viisi suurinta jokea purkuvirtaamalla mitattuna? Suhteuttakaa nämä kunkin alueen säämalleihin ja alueelliseen potentiaaliseenevapotranspiraatioon (kosteuden tarve) ja sademäärään (kosteuden tarjonta).
3. Määrittele fluviaalinen. Mikä on fluviaalinen prosessi?
4. Mikä on tapahtumasarja, joka tapahtuu, kun puro irrottaa materiaalia?
5. Mikä on tapahtumasarja, joka tapahtuu, kun puro irrottaa materiaalia?
5. Mikä on fluviaalinen prosessi? Millä valuma-alueella olet kuvan 11-3 mukaan? Missä olet suhteessa eri mannerjakaumiin?
6. Mikä on yksittäisen jokijärjestelmän alueellinen geomorfinen yksikkö? Miten se määräytyy maisemassa? Määrittele useat asiaan liittyvät keskeiset käytetyt termit.
7. Seuraa kuvassa 11-3 Allegheny-Ohio-Mississippi -jokijärjestelmää Meksikonlahdelle, analysoi sivujokien mallia ja kuvaa uomaa. Mikä rooli mannerjakaumilla on tässä valuma-alueessa?
8. Kuvaile valuma-alueiden kuvioita. Määrittele luonnossa yleisesti esiintyvät erilaiset kuviot. Mitä valumakuvioita esiintyy kotikaupungissasi? Siellä, missä käyt koulua?
9. Mikä oli tulvapäästön vaikutus San Juan -joen kanavaan Bluffin lähellä Utahissa? Miksi nämä muutokset tapahtuivat?
10. Miten virran purkautuminen saa eroosiotyönsä päätökseen? Mitä prosesseja kanavassa tapahtuu?
11. Erottele virtaamakompetenssi ja virtaamakapasiteetti toisistaan.
12. Miten puro kuljettaa sedimenttikuormansa? Mitkä prosessit ovat toiminnassa?
13. Kuvaile meanderoivan puron virtausominaisuuksia. Millainen on virtausmalli uomassa? Mitkä ovat eroosio- ja depositiopiirteet ja tyypilliset syntyneet pinnanmuodot?
14. Selitä nämä väittämät: (a) Kaikilla puroilla on kaltevuus, mutta kaikki purot eivät ole kaltevia. (b) Porrastetuissa puroissa voi olla porrastamattomia osia.
15. Miksi Niagaran putoukset ovat esimerkki nikkelipisteestä? Mitä luulet, että Niagaran putouksilla tapahtuisi lopulta ilman ihmisen toimia?
16. Sovelkaa näitä käsitteitä (kaltevuus, porrastettu puro, mutkitteleva puro, nikkelipiste),soveltuvin osin oman alueenne puroon. Selitä ja keskustele.
17. Kuvaile tulva-alueen muodostumista. Miten syntyy luonnontilaisia uomia, härkäkaarijärviä, selkävesiä ja yazoo-sivujokia?
18. MitenMississippijokea pitkin St.Louisin ja New Orleansin välillä voi nykyään kulkea vähemmän kilometrejä kuin 100 vuotta sitten? Selitä.
19. Kuvailejokin tulva-alue asuinpaikkasi tai opiskelupaikkasi lähellä. Oletko nähnyt jotakin tässä luvussa käsitellyistä tulva-alueiden piirteistä? Jos olet, mitä niistä?
20. Mikä on jokisuisto? Millaisia ovat erilaiset deltamuodot? Anna joitakin esimerkkejä.
21. Miten elämä New Orleansissa saattaa muuttua seuraavan vuosisadan aikana? Selitä.
22. Kuvaile Gangesjoen suistoa. Mitkä tekijät yläjuoksulla selittävät sen muodon ja mallin?Arvioi asutuksen seurauksia tässä suistossa.
23. Mitä tarkoitetaan väitteellä ”Niilin suisto on vetäytymässä” (kuvateksti kuva 11-21)?
24.Mitä on erityisesti tulva? Miten tällaisia virtauksia mitataan ja seurataan?
25. Erottele luonnontilaisesta maastosta peräisin oleva hydrografi taajama-alueelta peräisin olevasta hydrografista.
26.Mikä on mielestäsi tulva-alueiden hallintaan liittyvä tärkein näkökohta? Miten kuvailisitte yhteiskunnan yleistä suhtautumista luonnonvaaroihin ja katastrofeihin?
27. Mitä nuoret ajattelevat, että artikkelin ”Settlement Control Beats Flood Control” kirjoittaja tarkoitti otsikollaan? Selitä vastauksesi käyttämällä luvussa esitettyjä tietoja.
