Geomorphologie der Flusssysteme: Erosion und Transport

1. Das Flusssystem

Ein Großteil des Regenwassers, das auf die Erdoberfläche fällt, strömt in konzentrierten oder kanalisierten Strömungen der Flüsse ab.

1.1 Die Einwirkung von kanalisiertem Wasser

Die Wirkung eines Flusses (Erosion und Sedimentation) hängt bei einer gegebenen Geschwindigkeit von der Größe der Partikel ab. Die Transportleistung eines Flusses wird durch folgende Faktoren definiert:

• a) Die Fracht (Güterverkehr): Dies ist die tatsächliche Menge an Sedimenten, die ein Fluss zu einer bestimmten Zeit und an einem bestimmten Ort führt. Dazu gehören die Bettlast (Geschiebe), bestehend aus größeren Partikeln wie Kies und Schotter (Walzgut) oder Sand (Saltation), die Schwebfracht (Hublast) aus feinsten Materialien wie Ton und Schluff sowie die Lösungsfracht, die in Form von löslichen Verbindungen (Carbonate, Sulfate, Chloride) transportiert wird.
• b) Kapazität: Dies ist die theoretische Höchstmenge an Material, die ein Fluss basierend auf seinem Volumen, seiner Geschwindigkeit und seinem Abflussregime transportieren kann.
• c) Kompetenz: Sie gibt die maximale Größe der Klasten (Gesteinsfragmente) an, die ein Strom als Last transportieren kann.

1.1.1 Der Hjulström-Effekt

Das Hjulström-Diagramm dient dazu, den Zusammenhang zwischen Teilchengröße und Fließgeschwindigkeit beim Transport zu analysieren. Es umfasst folgende Kurven:

• Erosionskurve: Sie zeigt die ungefähre Geschwindigkeit, die notwendig ist, um Partikel verschiedener Größen zu erodieren und zu transportieren.
• Sedimentationskurve: Sie markiert die Grenze zwischen Transport und Ablagerung. Sie zeigt die Rate, mit der Partikel einer bestimmten Größe zu schwer für den Transport werden und sich ablagern.

1.2 Evolution des Flusssystems

Flüsse neigen dazu, ein Längsprofil zu entwickeln, das ein Energieminimum darstellt. Dies generiert eine Reihe von Prozessen, die effizientere Strömungsverhältnisse anstreben. Das Gleichgewichtsprofil ist das Längsprofil, das ein Fluss erreicht, wenn er nur Wasser transportiert (ohne Netto-Erosion oder Sedimentation).

Das Basisniveau (Erosionsbasis) ist der Punkt, an dem der Fluss seine gesamte Energie verloren hat; es entspricht der Mündung in das Meer, einen See oder einen Stausee. Wenn das Basisniveau sinkt (z. B. weil der Kontinent steigt oder der Meeresspiegel fällt), entsteht rückschreitende Erosion, die allmählich in Richtung der Quelle fortschreitet. Steigt das Basisniveau hingegen an, kommt es zu einer rückschreitenden Ablagerung (Deposition). Ein weiterer Effekt der rückschreitenden Erosion ist die Flussanzapfung durch fluviale Prozesse.