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3.6: Flüsse klassifizieren - Geowissenschaften


Flüsse sind so vielfältig, dass Sie eine komplexe Klassifizierung erwarten sollten. Flüsse können auf verschiedene Arten klassifiziert werden:

• durch die Beschaffenheit ihres Substrats
• nach dem Prozentsatz der Zeit, die sie fließen
• nach ihrem Verhältnis zum Grundwasserspiegel
• nach der Art der Sedimentfracht, die sie tragen
• durch die dominante Partikelgröße des Bodensediments • durch ihre Morphologie

Im Folgenden werde ich einige Anmerkungen zur Klassifizierung von Flüssen in jede dieser Arten machen. (Aber ich werde die Diskussion der Klassifizierung von Flüssen nach Sedimentfracht auf später verschieben, nachdem ich über die Sedimentfracht gesprochen habe.)

Art des Substrats:

Einige Flüsse, insbesondere kleine Flüsse in Berggebieten, fließen direkt auf Grundgestein. Solche Flüsse heißen Grundgestein Flüsse, oder nicht alluviale Flüsse (Abbildung 3-22A). Andere Flüsse, insbesondere große Flüsse, fließen weiter ein Bett ein Sediment, das sie abgelagert haben und weitertransportieren können. Solche Flüsse heißen alluviale Flüsse (Abbildung 3-22B). Natürlich liegen einige Flüsse dazwischen, indem sie in einigen Abschnitten Festgesteinsbetten und in anderen Schwemmlandbetten haben (Abbildung 3-23). Alluviale Flüsse haben die meisten Probleme, Faszination und Bedeutung für Fluviologen gehalten, aber wenn Sie ein Wildwasser-Kanufahrer sind, interessieren Sie sich wahrscheinlich mehr für Flussbetten.

Beziehung zum Grundwasserspiegel:

Nachdenken über die relative Lage der Wasseroberfläche im Fluss und der lokale Grundwasserspiegel. Wenn die Wasseroberfläche im Fluss liegt über der lokale Grundwasserspiegel in den Flussufern, dann der Fluss verliert Wasser an seine Ufer. Ein solcher Fluss soll ein . sein abfließender Fluss (Abbildung 3-24A). Andererseits, wenn die Wasseroberfläche im Fluss liegt unten der lokale Grundwasserspiegel in den Ufern, dann der Fluss holt Wasser von seinen Ufern. So ein Fluss soll sein einfließender Fluss (Abbildung 3-24B). (Diese beiden Begriffe sind schwer klar zu halten. Es hilft, in alternativen Begriffen zu denken: Ein abfließender Fluss wird auch als a . bezeichnet Fluss gewinnen, weil es Wasser aus dem angrenzenden Substrat gewinnt, und ein einfließender Fluss heißt a Fluss verlieren.) Beachten Sie, dass der Grundwasserspiegel auch vollständig unter dem Flussbett liegen kann (Abbildung 3-25). Der Fluss wird in diesem Fall immer noch als Abwasserfluss bezeichnet.

Prozentsatz der Zeit, in der der Fluss fließt:

Manche Flüsse zeigen die ganze Zeit einen Wasserfluss, sogar lange nach dem letzten Regenschauer in der Wasserscheide. Ein solcher Fluss heißt a mehrjähriger Bach. Andere Flüsse fließen nach einem Regenschauer nur für kurze Zeit, und für den Rest der Zeit, meist die meiste Zeit, sind ihre Betten trocken. Ein solcher Fluss heißt an ephemerer Strom. Einige Flüsse liegen zwischen diesen beiden Extremen: Während der feuchteren Jahreszeit fließen sie als mehrjähriger Strom, während sie in der trockeneren Jahreszeit als ephemerer Strom fließen. Ein solcher Fluss heißt an intermittierender Strom. Abbildung 3-26 zeigt Cartoon-Hydrogramme eines mehrjährigen Baches, eines ephemeren Baches und eines intermittierenden Baches.

In einem ephemeren Bach liegt der Grundwasserspiegel immer unter dem Bachbett; der Bach erhält nie Wasser aus seinem Bett oder seinen Ufern. Bei einem mehrjährigen Strom ist die Situation komplizierter. Denken Sie an die Beziehung zwischen dem Flussspiegel und dem Grundwasserspiegel in einem bestimmten Zeitraum, der in einer Trockenperiode beginnt, sich über ein großes Niederschlagsereignis in der Wasserscheide erstreckt und während einer weiteren Trockenperiode endet. Am Ende der ersten Trockenperiode liegt der Flussspiegel in den Flussufern unterhalb des Grundwasserspiegels (Abbildung 3-27A). Nach einem starken Regenfall steigt die Flussstufe schnell an und liegt weit über dem Niveau des Grundwasserspiegels in den Ufern (Abbildung 3-27B). Grundwasser wird in den Flussufern gespeichert, in dem Sinne, dass der Grundwasserspiegel dort lokal und temporär höher ist als in der Umgebung. Am Ende der Regenzeit sind sowohl die Flussstufe als auch der Grundwasserspiegel etwa gleich hoch und etwa am höchsten (Abbildung 3-27C). Dann (Abbildung 3-27D) fallen sowohl die Flussstufe als auch der Grundwasserspiegel auf die in Abbildung 3-27A gezeigte Trockenperioden-Situation zurück. Diese Abfolge von Ereignissen wird als . bezeichnet Abflusszyklus.

Morphologie:

Die Morphologie von Flüssen, insbesondere in der Draufsicht, variiert enorm. Die gebräuchlichste Art, Flüsse zu klassifizieren, ist auf der Grundlage ihrer Morphologie in der Draufsicht. Die Morphologie von Flüssen ist auf komplexe Weise mit der Art der Sedimentfracht verbunden, so dass eine vollständige Würdigung dieses Abschnitts in Abschnitt 8 über die Sedimentfracht von Flüssen erwartet werden muss.

Bei der Klassifizierung von Flüssen nach ihrer Morphologie werden zwei Merkmale verwendet: Gewundenheit und „Mehrkanaligkeit“. Gewundenheit kann in Bezug auf zwei beliebige Punkte entlang des Flusses definiert werden als das Verhältnis des Abstands entlang des Kanals zwischen den beiden Punkten und dem geradlinigen Abstand zwischen den Punkten (Abbildung 3-28). Die minimale Sinuosität für einen geraden Fluss ist 1; je kurvenreicher der Fluss, desto kurvenreicher. Sehr gewundene Flüsse können Werte der Gewundenheit nahe 4 haben. Mehrkanaligkeit, ein unangenehmes, aber nützliches Wort, reflektiert die Anzahl der einzelnen Fließkanäle eines Flusses in einer Querstromquerung über das gesamte Flusssystem. Viele Flüsse haben nur einen Kanal, außer vielleicht dort, wo eine gelegentliche Insel den Kanal in zwei teilt. Andere Flüsse weisen eine große Anzahl von Kanälen auf, alle von ungefähr gleicher Größe und Beschaffenheit, getrennt durch zahlreiche Bars und Inseln. Die einzelnen Kanäle eines solchen Flusses heißen anabranches.

Sinuosität und Mehrkanaligkeit sind weitgehend unabhängig voneinander, daher ist es naheliegend, auf eine Zwei-Unabhängig-Variablen-Schublade-Klassifizierung mit Sinuosität entlang einer Achse und Mehrkanaligkeit entlang der anderen Achse zurückzugreifen (Abbildung 3-29). Gerade Flüsse – solche mit einer Sinuosität von nicht viel mehr als 1 – sind in der Natur überraschend selten. Tatsächlich ist es schwierig, Flüsse gerade zu halten: Menschen begradigen sie für ihre eigenen Zwecke, und die Flüsse versuchen, durch Erosion und Ablagerungen an den Ufern wieder gewunden zu werden. Beide geflochtene Flüsse (geringfügig, mehrkanalig) und mäandernde Flüsse (hohe Sinuosität, einkanalig) sind sehr verbreitet; mehr zu ihnen später. Anastomosierende Flüsse (hochgewunden, mehrkanalig) sind viel seltener.


Erheblicher Anteil des globalen Stromflusses jünger als drei Monate

Biogeochemische Kreisläufe, Schadstofftransport und chemische Verwitterung werden durch die Geschwindigkeit reguliert, mit der Niederschläge durch Landschaften wandern und Flüsse erreichen 1 . Streamflow ist eine Mischung aus jungen und alten Niederschlägen 2 , aber die globalen Anteile dieser jungen und alten Komponenten sind nicht bekannt. Hier analysieren wir jahreszeitliche Zyklen der Sauerstoffisotopenverhältnisse in Regen, Schnee und Strom, die aus 254 Wasserscheiden auf der ganzen Welt zusammengestellt wurden, und berechnen den Anteil des Stroms, der aus den Niederschlägen der letzten zwei oder drei Monate stammt. Dieser junge Bachlauf macht etwa ein Drittel des globalen Flussabflusses aus und macht in etwa 90 % der von uns untersuchten Einzugsgebiete mindestens 5 % des Abflusses aus. Wir schließen daraus, dass, obwohl typische Einzugsgebiete durchschnittliche Laufzeiten von Jahren oder sogar Jahrzehnten haben 3 , sie dennoch erhebliche Anteile löslicher Schadstoffe schnell in Bäche übertragen können. Junge Bachläufe sind in steileren Landschaften weniger verbreitet, was darauf hindeutet, dass sie durch eine tiefere vertikale Infiltration gekennzeichnet sind. Da junge Bachläufe aus weniger als 0,1 % der weltweiten Grundwasserspeicherung stammen, schlussfolgern wir, dass diese dünne Schicht der Grundwasserspeicherspeicherung einen überproportionalen Einfluss auf die Bachwasserqualität haben wird.


Kurslisten für Geowissenschaften

Es gibt viele Möglichkeiten, Ihre Anforderungen an die Verteilung von 7 Einheiten der allgemeinbildenden Naturwissenschaften zu erfüllen. Typischerweise ist dies eine Vorlesung (3 Einheiten) und eine Vorlesung + Praktikum (4 Einheiten). Ab Herbst 2011, werden wir neben der Vorlesung GEOG 103: Physical Geography of Earth’s Environment (DE oder Präsenzunterricht) auch das begleitende Lab (GEOG 104) online anbieten. Sie können die All-in-One-Klasse, alle online oder eine Hybridklasse belegen. Darüber hinaus werden wir die Vorlesung GEOL 101: Exploring Planet Earth als Fernunterricht anbieten.

Sehen Sie sich die Kursbeschreibungen unten an und registrieren Sie sich, um Ihre naturwissenschaftlichen Anforderungen mit der Flexibilität eines Online-Kurses zu erfüllen!

Demnächst, Frühjahr 2012:
Zwei neue Physiklabore für den Fernunterricht: Fernunterricht GEOL 100: Naturkatastrophen + Labor und GEOL 101: Labor zur Erkundung des Planeten Erde.

Grundstudium (Geologie)

Grundstufenkurse (Geographie)

GEOG 103
Physische Geographie der Umwelt der Erde
(3 cr)
Einführung in die Prozesse, die Wetter, Flüsse, Ozeane, Klima, Wüsten, Gletscher und die damit verbundenen Ökosysteme beeinflussen. Betont die Beziehungen zwischen Mensch und Umwelt. Erfüllt die Grundvoraussetzung für die allgemeine Bildung für einen naturwissenschaftlichen Studiengang. *Die Vorlesung kann mit einem optionalen Labor (GEOG 104) kombiniert werden, das die Grundvoraussetzungen für die allgemeine Bildung für einen Laborwissenschaftskurs erfüllt.
GEOG 104
Labor für Physische Geographie

(1 Cr)
Bietet die Möglichkeit, Konzepte der physischen Geographie anzuwenden, einschließlich Karteninterpretation, Computer-GIS, meteorologische Prozesse, Entwicklung von Landschaftsformen und ein Verständnis der Dynamik der Erde. *Voraussetzung: GEOG 103
GEOG 116
Einführung in die Ozeanographie

(3 cr)
Es werden die Grundlagen der Ozeanographie behandelt, einschließlich einer kurzen Geschichte, gefolgt von den räumlichen Aspekten der geologischen, physikalischen, chemischen und biologischen Ozeanographie. Ein Schwerpunkt wird auf die Rolle der Ozeane beim Klimawandel in der Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft, einschließlich der globalen Erwärmung, gelegt. *Vorlesung
GEOG 390
Meteorologie und Klimatologie

(3 cr)
Studium der Atmosphäre und ihrer Auswirkungen auf unser tägliches Wetter. Horizontale und vertikale Strömungen in der Atmosphäre und die Verteilung von Sonnenenergie, Feuchtigkeit und Stürmen. *Vorlesung. Voraussetzungen:
GEOG 103 MATH 128

GEOL 735
Seminar in Umweltgeologie

(3 cr)


Ein Überblick über die Hydrologie nicht mehrjähriger Flüsse und Bäche

Margaret Shanafield, College of Science & Engineering, Flinders University, Adelaide 5001, Australien.

Beitrag: Konzeptualisierung, ​Untersuchung, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Review & Editieren

School of Earth Sciences, University of Western Australia, Crawley, Australien

Beitrag: Formale Analyse, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung & Bearbeitung

Geo- und Planetenwissenschaften, University of California, Santa Cruz, Kalifornien, USA

Beitrag: Konzeptualisierung, ​Untersuchung, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Review & Editieren

School of Geosciences, University of Louisiana, Lafayette, Louisiana, USA

Beitrag: Konzeptualisierung, ​Untersuchung, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Review & Editieren

College of Science & Engineering, Flinders University, Adelaide, Australien

Margaret Shanafield, College of Science & Engineering, Flinders University, Adelaide 5001, Australien.

Beitrag: Konzeptualisierung, ​Untersuchung, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Review & Editieren

School of Earth Sciences, University of Western Australia, Crawley, Australien

Beitrag: Formale Analyse, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung & Bearbeitung

Geo- und Planetenwissenschaften, University of California, Santa Cruz, Kalifornien, USA

Beitrag: Konzeptualisierung, ​Untersuchung, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Review & Editieren

School of Geosciences, University of Louisiana, Lafayette, Louisiana, USA

Beitrag: Konzeptualisierung, ​Untersuchung, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Review & Editieren

Informationen zur Finanzierung: National Science Foundation, Stipendien-/Preisnummer: DEB-1754389

Abstrakt

Nicht mehrjährige Flüsse und Bäche sind auf unserem Planeten allgegenwärtig. Obwohl mehrere Metriken verwendet wurden, um die Eigenschaften von Fließgewässern statistisch zu gruppieren oder zu vergleichen, gibt es derzeit keine weit verbreitete Definition dafür, wie viele Tage oder über welche Länge der Oberflächenfluss aufhören muss, um einen Fluss als nicht mehrjährig zu klassifizieren. Gleichzeitig führt die Breite der klimatischen und geografischen Bedingungen für nicht mehrjährige Flüsse zu einer Vielfalt in ihren Abflussregimen, beispielsweise wie oft oder wie schnell sie trocken werden. Diese Flüsse verfügen über eine reiche und wachsende Literatur zu ihren ökologischen und geomorphologischen Merkmalen, werden jedoch von Hydrologen oft ignoriert. Dennoch wissen wir viel über ihre Hydrologie in Bezug auf Strömungserzeugungsprozesse, Wasserverluste und Strömungsschwankungen. Wir wissen auch, dass sie zwar in ariden Regionen weit verbreitet sind, aber in allen Klimatypen vorkommen und eine Vielzahl natürlicher und anthropogener Steuerungen des Flusses erfahren. Darüber hinaus stellt die Messung und Modellierung der Hydrologie dieser Flüsse eine Reihe von Herausforderungen dar, und es gibt viele Forschungsrichtungen, die noch weiterer Aufmerksamkeit bedürfen. Daher präsentieren wir einen Überblick über das aktuelle Verständnis, methodische Herausforderungen, Wissenslücken und Forschungsrichtungen für das hydrologische Verständnis von nicht mehrjährigen Flüssen kritischer Themen angesichts sowohl der wachsenden globalen Wasserknappheit als auch sich ständig ändernder Gesetze und Richtlinien, die bestimmen, ob und wie viel Umweltschutz erhalten diese Flüsse.

Abstrakt

Die Hydrologie von nicht mehrjährigen Flüssen ist durch Variabilität in der Stromerzeugung und -verlust gekennzeichnet, was eine Herausforderung für die Messung und Modellierung dieser unterschiedlichen Flusssysteme darstellt.


Ergänzende Angaben

Ergänzende Verfahren einschließlich der Fign. 1–13 und Tabelle 1.

Ergänzende Daten 1

Hauptdatensatz. Die Tabelle ist so strukturiert, dass jede Zeile ein Talnetzwerk ist und die Spalten die ID-Nummer, den Talnamen (sofern zutreffend), den Breiten-/Längengrad und die sechs Metriken und ihren jeweiligen Fehler enthalten.

Ergänzende Daten 2

Diese Tabelle enthält zwei Blätter. Die erste ist die Parametertabelle, in der jede Zeile ein Parameter ist und die Spalten das Parametersymbol, die Definition, die Einheiten, die Werte (untere, durchschnittliche und obere Grenze) und Referenzen enthalten. Das zweite Blatt enthält die Metrikvorhersagen (obere, durchschnittliche und untere Werte).

Ergänzende Daten 3

PCA-Klassifizierung und Konfidenzergebnisse der Studie. Die Zeilen entsprechen den Talnetzen, während die Spalten ihre ID, den Namen, den Breiten-/Längengrad, die Entfernungen zu jeder der Erosionsgruppen des synthetischen Talnetzwerks, die relativen Entfernungen, die Entfernungen minus den statistischen Schwellenwert und das endgültige Klassifizierungsergebnis (1 ist fluvial, 2 ist glazial, 3 ist zehrend, 4 ist subglazial, 5 ist undifferenziert). Die letzte Spalte, Konfidenz, geht vom höchsten (1) zum niedrigsten (4).

Ergänzende Daten 4

Längsprofilbeobachtungen und Welleninterpretationen. Zeilen entsprechen Talnetzen, Spalten sind Talnetz-ID, Name und eine Beschreibung der Längsprofilwellen und Interpretationen.

Ergänzende Daten 5

Sensitivitätsanalyse für die Hauptkomponentenergebnisse. Das erste Blatt enthält die Zusammenfassung der Sensitivitätsanalyse, Spalten enthalten die Stichprobengröße und die fünf Metriken. Das zweite Blatt enthält insgesamt 35 Einzelanalysen für unterschiedliche Probengrößen, wie angegeben.


Schau das Video: Geowissenschaften an der Universität Hamburg (Oktober 2021).