8. ΠΟΤΑΜΙΑ ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ

8.6. Ποταμοί
Ποτάμια συστήματα και τα χαρακτηριστικά τους

· Πλεξοειδείς ποταμοί

Όπως ο μαιανδρισμός ξεκινάει με μια τοπική διάβρωση της όχθης ίσως και η δημιουργία πλεξοειδούς ποταμού να ξεκινά με τον ίδιο ακριβώς τρόπο. Ωστόσο η προφανής αρχική αιτία φαίνεται να είναι η εμφάνιση ενός κεντρικού φράγματος. Αυτό το φράγμα αναπτύσσεται προς τα κατάντη και μπορεί ακόμα να σχηματίζεται κάθετα κατά τη διάρκεια των σταδίων της υψηλής στάθμης. Το άκρο του φράγματος στα ανάντη του ποταμού, μπορεί να σταθεροποιηθεί από την αύξηση της βλάστησης που βοηθάει στην συγκράτηση και του λεπτόκοκκου υλικού. Προοδευτικές αλλαγές γίνονται καθώς χονδρό χαλίκι ή άμμος, δημιουργούν ένα φράγμα που καλύπτεται από ποώδη βλάστηση, η οποία βοηθά στη συγκράτηση της ιλύος. Στη συνέχεια αναπτύσσεται και δασώδης βλάστηση, το φράγμα μετατρέπεται σε νησί με δένδρα και σε αυτό το σημείο θεωρείται σταθεροποιημένο.

Ένας πλεξοειδής ποταμός χαρακτηρίζεται από μια γενική αστάθεια των φραγμάτων και των πλευρικών κοιτών και από την καμπυλότητα των τοιχωμάτων των καναλιών. Από τη στιγμή που μία αρχική νησίδα της κοίτης σχηματίζεται η διαδικασία της διαίρεσης συνεχίζεται και σχηματίζεται ένα άλλο φράγμα στο ένα ή και στα δυο από τα διαιρεμένα τμήματά της. Το προφίλ είναι παρόμοιο με αυτό ενός ευθυτενούς ποταμού ή μαιάνδρου με ρηχούς υφάλους και μικρολίμνες (Σχήμα 8.15.).

Αιτίες δημιουργίας πλεξοειδών ποταμών

Από τις μέχρι τώρα μελέτες φαίνεται ότι η ανικανότητα μεταφοράς του χονδρόκοκκου υλικού, αποτελεί την κύρια αιτία της δημιουργίας πλεξοειδών ποταμών. Σύμφωνα με τα παραπάνω η δημιουργία πλεξοειδούς ποταμού είναι αποτέλεσμα της δυνατότητας ταξινόμησης των υλικών ενός ποταμού, που μετακινεί εκείνα τα μεγέθη υλικών, τα οποία είναι ικανός να χειριστεί. Ωστόσο πολλές έρευνες έχουν βρει ότι υπολείμματα στον πυθμένα και στις όχθες πλεξοειδών ποταμών έχουν το ίδιο μέγεθος, και έτσι φαίνεται να μην υπάρχει επιλεκτική απόθεση. Σε μερικές περιπτώσεις η δημιουργία πλεξοειδών ποταμών έχει αποδοθεί στην μεταφορική ανικανότητα ενός ποταμού. Αυτό σημαίνει ότι ο ποταμός δε μπορεί να μεταφέρει το ποσό και το μέγεθος των φερτών υλικών τα οποία έχουν αποτεθεί στο ποτάμι ως πυθμένιο φορτίο.

Γενικά έχει βρεθεί ότι το μοντέλο μιας πλεξοειδούς κοίτης δημιουργείται κάτω από συνθήκες υψηλής μεταβλητότητας παροχής ύδατος σε ποταμούς με όχθες που διαβρώνονται εύκολα και οι οποίες προμηθεύουν τους ποταμούς με άφθονο πυθμένιο φορτίο. Αυτοί οι συντελεστές οδηγούν στην αναγκαιότητα για τοπική μέγιστη ταχύτητα και για στροβιλισμό, ώστε να γίνει ικανός ο ποταμός να μεταφέρει τα υλικά του. Η απόθεση στις όχθες είναι ένα αποτελεσματικό υδραυλικό τέχνασμα για να αυξήσει την ταχύτητα, στενεύοντας την κοίτη. Επίσης πριν η όχθη σχηματιστεί πάνω από το επίπεδο του νερού, η απόθεση συνεισφέρει στην ελάττωση του βάθους της ροής και έτσι αυξάνεται η τραχύτητα και ο στροβιλισμός. Ίσως το πραγματικό κλειδί στην αιτία της δημιουργίας πλεξοειδών ποταμών είναι η αναλογία του πυθμένιου φορτίου στη διαθέσιμη παροχή ύδατος.

Μορφολογία πλεξοειδών ποταμών

Αλλαγές στη μορφολογία και στην κλίση της κοίτης παρουσιάζονται κατά τη δημιουργία και εξέλιξη ενός πλεξοειδούς ποταμού. Το πλάτος της κοίτης του, δηλαδή το σύνολο της επιφάνειας του νερού σε μια διαχωρισμένη έκταση είναι μεγαλύτερο από το πλάτος της επιφάνειας του νερού πριν τη διαίρεση. Φυσικά κάθε διαιρεμένη κοίτη είναι στενότερη από το αρχικό πλάτος της. Το βάθος του νερού σε κάθε πλεξοειδή έκταση είναι μικρότερο από το βάθος ενός μη πλεξοειδούς ποταμού. Αν και η δραστική ταχύτητα (ταχύτητα ικανή να μεταφέρει) του πυθμένα είναι μεγαλύτερη σε μια διαιρεμένη έκταση εξαιτίας του μειωμένου βάθους, έχει βρεθεί ότι ως αποτέλεσμα του στροβιλισμού, η πραγματική προς τα μπρος ταχύτητα της ροής σε μια φυσική πλεξοειδή έκταση, είναι μικρότερη. Επιπλέον η δημιουργία πλεξοειδούς μοντέλου είναι γενικά συνδεδεμένη με μια αύξηση της κλίσης της κοίτης.

Σημειώνοντας ότι ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό των πλεξοειδών ποταμών είναι η απότομη κλίση, οι Leopold & Wolman χάραξαν την παροχή ύδατος που αντιστοιχούσε στο σημείο της υπερχείλισης ως προς την κλίση του καναλιού για έναν αριθμό φυσικών ποταμών (Σχήμα 8.16).

Σχήμα 8.16.: Σχέση κλίση ως προς την παροχή ύδατος στο σημείο υπερχείλισης για πλεξοειδείς, ευθυτενείς ποταμούς και μαιάνδρους.

Βρήκαν ότι μπορούσαν να σχεδιάσουν μια διαχωριστική γραμμή ώστε τα σημεία που αντιπροσωπεύουν τα πλεξοειδή κανάλια να βρίσκονται πάνω από αυτή και τα σημεία που αντιπροσωπεύουν τους μαιάνδρους να βρίσκονται κάτω από αυτήν. Οι ευθυτενείς ποταμοί δεν μπορούν να ξεχωρίσουν σε αυτό το γράφημα. Με την παράβλεψη του συντελεστή του φορτίου, αυτό το γράφημα δείχνει ότι για κάθε δοθείσα παροχή ύδατος, οι μαίανδροι εμφανίζονται σε μικρότερες κλίσεις από οτι οι πλεξοειδείς ποταμοί και ότι για κάθε δοθείσα κλίση οι μαίανδροι θα εμφανίζονται για μικρότερη παροχή ύδατος από ότι οι πλεξοειδείς. Αυτό ακόμη μπορεί να σημαίνει ότι με μια δοθείσα κλίση, την οποία ο ποταμός για κάποια αιτία δεν μπορεί να αλλάξει, η αύξηση στην παροχή θα καταλήξει σε μία αλλαγή του μαιάνδρου σε πλεξοειδή ή ότι με μια δοθείσα παροχή, αν ένας ποταμός αυξάνει την κλίση, θα μετατρέψει επίσης το μοντέλο του από έναν μαίανδρο σε έναν πλεξοειδή. Ωστόσο πρέπει να έχουμε στο μυαλό μας το γεγονός ότι η ποσότητα και η διαβάθμιση του πυθμένιου φορτίου που προμηθεύεται στο ποτάμι, σε σχέση με την παροχή, φαίνονται επίσης να αποτελούν σημαντικούς παράγοντες.

Μοντέλο κοίτης και διαβάθμιση

Φαίνεται ότι το παραπάνω διάγραμμα (Σχήμα 8.16.) είναι μέρος της συνολικής ρύθμισης ενός ποταμού και αντιπροσωπεύει την προσαρμογή αυτού στο περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται. Τα μοντέλα των κοιτών ποικίλουν ανάλογα με την ποσότητα, τη διαβάθμιση του φορτίου, και την αλλαγή στην παροχή του ύδατος. Ακόμη ποικίλουν σαν αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης, ενώ βρίσκονται σε σταθερή κατάσταση, των αλλαγών στη μορφολογία της κοίτης. Έτσι μπορούμε να τροποποιήσουμε τη σχέση

nSF = k L^aD^b/Q^c

όπου S είναι η διαβαθμισμένη κλίση, F είναι η αναλογία η οποία έχει τη μεγαλύτερη ικανότητα για ελκτικό φορτίο, L είναι η ποσότητα του φορτίου, D είναι η μέση διάμετρος του πυθμένιου φορτίου, Q είναι η παροχή και n είναι η τραχύτητα του καναλιού, ώστε να γίνει :

NSFP = k L^aD^b/Q^c

όπου P είναι το μοντέλο του καναλιού. Έτσι, όπως η εγκάρσια τομή και το κατά μήκος προφίλ, το μοντέλο του καναλιού, είτε είναι ευθυτενές, είτε είναι ελικοειδές, είτε είναι πλεξοειδές καθορίζεται από την ταυτόχρονη αντίδραση του ποταμού στην παροχή ύδατος και το φορτίο που παρέχεται σ’ αυτό.