Các Quá trình Sông và Sườn đồi

Sông và sườn đồi là những yếu tố chính định hình hầu hết các cảnh quan, với nước và trọng lực vận chuyển vật liệu bị phong hóa từ sườn dốc xuống các lòng dẫn và tạo ra các thung lũng theo thời gian.

Definition

Các quá trình sông là các hoạt động của dòng chảy trong việc xói mòn, vận chuyển và lắng đọng trầm tích trong lòng dẫn và bãi bồi, còn các quá trình sườn đồi là các hoạt động phong hóa, trườn dốc (creep) và trượt lở (mass-wasting) di chuyển vật liệu xuống dốc về phía các lòng dẫn đó.

Scope

Chủ đề này bao gồm các quá trình định hình sườn dốc và hệ thống sông: phong hóa và trượt lở trên sườn đồi, cơ chế dòng chảy của nước và vận chuyển trầm tích trong lòng dẫn, sự hình thành các thung lũng và mạng lưới thoát nước, và khái niệm về độ dốc cân bằng (grade). Đây là cốt lõi của địa mạo học quá trình trong các cảnh quan ẩm ướt và hầu hết các cảnh quan ôn đới.

Core questions

• Làm thế nào các con sông xói mòn, vận chuyển trầm tích và định hình lòng dẫn cũng như thung lũng của chúng?
• Những quá trình nào di chuyển vật liệu xuống các sườn đồi?
• Làm thế nào các sườn dốc và lòng dẫn điều chỉnh để đạt đến trạng thái cân bằng, hay độ dốc cân bằng?

Key theories

Sông cân bằng và cân bằng động

Gilbert lập luận rằng các con sông và sườn dốc có xu hướng đạt đến trạng thái cân bằng (graded condition) trong đó hình thái điều chỉnh để nguồn cung cấp trầm tích và khả năng vận chuyển được cân bằng, đây là một tuyên bố ban đầu về cân bằng động trong cảnh quan.

Hình học thủy lực của sông

Leopold và các đồng nghiệp đã chỉ ra rằng chiều rộng, độ sâu và vận tốc của lòng dẫn thay đổi theo những cách đều đặn, có thể dự đoán được theo lưu lượng, thiết lập các mối quan hệ định lượng làm nền tảng cho địa mạo học sông hiện đại.

Mechanisms

Trên sườn đồi, phong hóa làm tơi xốp đá và đất, sau đó di chuyển xuống dốc do trườn dốc, dòng chảy mặt (overland flow) và trượt lở như lở đất và dòng chảy mảnh vụn (debris flows). Vật liệu này đến các lòng dẫn nơi dòng chảy cuốn theo và mang đi dưới dạng tải đáy (bed load), tải lơ lửng (suspended load) và tải hòa tan (dissolved load), làm xói mòn lòng dẫn và bồi đắp bãi bồi. Các lòng dẫn điều chỉnh hình dạng của chúng theo lưu lượng và nguồn cung cấp trầm tích, có xu hướng đạt đến một hồ sơ cân bằng (graded profile) trong trạng thái cân bằng động.

Clinical relevance

Hiểu biết về các quá trình sông và sườn đồi là trọng tâm để quản lý các mối nguy hiểm lũ lụt và lở đất, thiết kế các lòng dẫn và cơ sở hạ tầng ổn định, kiểm soát xói mòn và bồi lắng hồ chứa, cũng như phục hồi sông và lưu vực.

History

Các nghiên cứu của Gilbert vào thế kỷ XIX ở miền Tây nước Mỹ đã đặt nền tảng cơ học cho địa mạo học sông và sườn đồi. Giữa thế kỷ XX, Leopold, Wolman và Miller đã thiết lập hình học thủy lực định lượng (quantitative hydraulic geometry), chuyển hướng lĩnh vực này một cách dứt khoát sang khoa học dựa trên quá trình và có thể đo lường được.

Key figures

• Grove Karl Gilbert
• Luna Leopold
• M. Gordon Wolman

Seminal works

• gilbert1877
• leopold1964

Frequently asked questions

Sông cân bằng (graded river) có nghĩa là gì?

Sông cân bằng là một con sông có độ dốc và hình dạng lòng dẫn đã được điều chỉnh sao cho, theo thời gian, nó có thể vận chuyển vừa đủ lượng trầm tích được cung cấp; nó ở trong trạng thái cân bằng động nơi xói mòn và bồi lắng được cân bằng.