Méandre
Saviez-vous ...
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Un méandre est en général un coude dans un cours d'eau sinueux, aussi connu comme une boucle d'Oxbow, ou simplement un Oxbow. Un courant de ne importe quel volume peut assumer un parcours sinueux, en variante, l'érosion des sédiments de l'extérieur d'un virage et de les déposer à l'intérieur. Le résultat est un modèle de reptation que le flux serpente et d'autre de son axe vers le bas-vallée. Lorsque un méandre est coupé du courant principal, un lac en croissant est formé. Au fil du temps méandres migrent en aval, parfois en si peu de temps à créer des problèmes de génie civil pour les municipalités locales qui tentent de maintenir les routes et les ponts stables.
Il ne est pas encore parfaite cohérence ou de normalisation de la terminologie scientifique utilisé pour décrire les cours d'eau. Une variété de symboles et de régimes existent. Paramètres basés sur des formules mathématiques ou des données numériques varient ainsi, en fonction de la base de données utilisée par le théoricien. Sauf indication contraire dans un régime spécifique "méandres" et "sinuosité" ici sont synonymes et dire ne importe quel motif répétitif de coudes ou des formes d'onde. Dans certains régimes, "méandres" ne se applique qu'aux rivières avec des boucles circulaires exagérées ou méandres secondaires; ce est, serpente sur les méandres.
Sinuosité est l'un des types de canaux qu'un flux peut assumer sur tout ou partie de son cours. Tous les flux sont sinueuses à un certain moment dans leur histoire géologique sur une certaine partie de leur longueur.
Origine du terme
Le terme dérive de la rivière connu des anciens Grecs (Μαίανδρος) ou Maiandros Maeander, caractérisé par un chemin très compliqué le long du tronçon inférieur. En tant que tel, même en Grèce classique le nom de la rivière était devenu un nom commun qui signifie quelque chose compliquée et sinueuse, comme motifs décoratifs ou de la parole et des idées, ainsi que le géomorphologique. Strabon dit: "... son cours est donc extrêmement sinueuse que tout enroulement est appelé méandres."
Le Méandre est situé dans l'actuelle Turquie, au sud d'Izmir, à l'est de l'ancienne ville grecque de Milet, maintenant turque Milet. Il circule à travers un Graben, dans le Massif Menderes, mais a une plaine inondable beaucoup plus large que la zone de méandres dans son cours inférieur. Au nom turc, Méandre, Menderes est du Méandre.
géométrie de Meander
La description technique d'un cours d'eau sinueux méandres est appelé la géométrie ou méandre la géométrie de la forme en plan. Il est caractérisé comme un irrégulière forme d'onde. Les formes d'onde idéales, comme un onde sinusoïdale, sont une ligne épaisse, mais dans le cas d'un flux la largeur doit être pris en considération. La largeur de débordement est la distance à travers le lit à une moyenne section transversale au niveau de pleine flux, généralement estimée par la ligne de la végétation basse.
Comme une forme d'onde du cours d'eau sinueux suit l'axe bas-vallée, une ligne droite monté sur la courbe de telle sorte que la somme de toutes les amplitudes mesurées de celle-ci est nulle. Cet axe représente l'orientation générale du flux.
A tout section le flux suit l'axe sinueux, l'axe du lit. Deux points de passage consécutives axes sinueuses et bas-vallée définissent une boucle de méandre. Le méandre est deux boucles consécutives pointant dans des directions transversales opposées. La distance d'un méandre long de l'axe bas-vallée est la longueur de méandre ou longueur d'onde. La distance maximale de l'axe vers le bas-vallée à l'axe d'une boucle sinueuse est la largeur de méandre ou amplitude. Le cours à ce point est le sommet.
Contrairement à ondes sinusoïdales, les boucles d'un cours d'eau sinueux sont plus presque circulaire. Le courbure varie d'un minimum au sommet à l'infini à un point de passage (en ligne droite), également appelé une inflexion, car la courbure change de direction dans ce voisinage. Le rayon de la boucle est considérée comme étant la ligne droite perpendiculaire à la baisse vallée axe coupant l'axe sinueuse au sommet. Comme la boucle ne est pas idéal des informations supplémentaires sont nécessaires pour caractériser. L'angle d'orientation est l'angle entre l'axe et l'axe sinueuse vallée vers le bas à un point quelconque sur l'axe sinueux.
Une boucle au sommet a une ou externe banque convexe et une intérieure ou banque concave. La ceinture de méandre est définie par une largeur de méandre moyenne mesurée de la banque extérieure à la banque extérieure au lieu de partir d'axe à axe. Se il existe un plaine inondable elle se étend au-delà de la ceinture de méandre. Le méandre est alors dit être libre - il peut être trouvé ne importe où dans la plaine d'inondation. Si il n'y a pas plaine d'inondation les méandres sont fixés.
Diverses formules mathématiques concernent les variables de la géométrie des méandres. Comme il se avère certains paramètres numériques peuvent être établies, qui apparaissent dans les formules. La forme d'onde dépend en fin de compte des caractéristiques de l'écoulement, mais les paramètres sont indépendants de celle-ci et sont apparemment due à des facteurs géologiques. En général, la longueur de méandre est 10 à 14 fois, avec une moyenne de 11 fois, la largeur du canal de fullbank et 3 à 5 fois, avec une moyenne de 4,7 fois, le rayon de courbure au niveau du sommet. Ce rayon est 3/2 fois la largeur du canal.
Un méandre a un motif de profondeur ainsi. Les croisements sont marquées par radiers, ou lits peu profonds, tout en sommets des piscines. Dans une direction de la piscine de l'écoulement est à la baisse, dégraisser le matériau du lit. Le volume important, cependant, se écoule plus lentement à l'intérieur du virage lorsque, en raison de la diminution de vitesse, il dépose les sédiments.
La ligne de la profondeur maximale, ou le canal, est la thalweg ou la ligne thalweg. Il est généralement désigné la frontière lorsque les rivières sont utilisés comme les frontières politiques. Le thalweg longe les banques extérieures et retourne pour centrer sur les radiers. Le méandre longueur de l'arc est la distance le long du thalweg sur un méandre. La longueur de la rivière est la longueur le long de la ligne médiane.
Formation
formation de Meander est un terme quelque peu équivoque référant aux facteurs naturels et les processus qui aboutissent à méandres. La configuration de forme d'onde d'un flux est en constante évolution. Une fois qu'un canal sinusoïdal existe, il subit un processus au cours de laquelle l'amplitude et la concavité des boucles augmentent considérablement en raison de l'effet de écoulement hélicoïdal en augmentant la quantité d'érosion se produisant à l'extérieur d'un virage. Dans les mots de Elizabeth A. Wood:
... Ce processus de faire méandres semble être un processus d'auto-intensifiant ... où de meilleurs résultats de courbure en plus d'érosion de la banque, qui se traduit par une plus grande courbure ...
L'écoulement hélicoïdal est expliquée comme un transfert d' impulsion de l'intérieur de la courbure vers l'extérieur. Dès que le flux entre le coude de son élan devient angulaire , dont la conservation exigerait une augmentation de la vitesse à l'intérieur et une diminution à l'extérieur, exactement le contraire de ce qui se passe. Plutôt force centrifuge superelevates la surface à l'extérieur, l'eau de surface se déplaçant transversalement en elle. Cette eau se déplace vers le bas pour remplacer l'eau souterraine repoussé à la fin du virage. Le résultat est l'écoulement hélicoïdal à récurer, et plus la courbure, plus la quantité de mouvement angulaire et la plus forte contre-courant.
La question de la formation est pourquoi les flux de toute taille deviennent sinueuse en premier lieu. Il ya un certain nombre de théories, pas nécessairement mutuellement exclusifs.
Théorie stochastique
Le la théorie stochastique peut prendre plusieurs formes, mais une des déclarations les plus généraux est celui de Scheidegger:
Le train de méandre est supposé être le résultat des fluctuations stochastiques de la direction de l'écoulement à cause de la présence aléatoire d'obstacles de changement de direction dans le chemin de la rivière.
Étant donné une surface plane, lisse, incliné artificielle, les précipitations se écoule dans des feuilles, mais même dans ce cas l'adhérence de l'eau à la surface et la cohésion de gouttes produire ruisseaux au hasard. Surfaces naturelles sont rugueux et érodable à des degrés divers. Le résultat de tous les facteurs physiques agissant au hasard est canaux qui ne sont pas droites, qui deviennent alors progressivement sinueuse. Même canaux qui semblent être droite ont un thalweg sinueuse qui mène éventuellement à un canal sinueux.
Théorie de l'équilibre
Dans la théorie de l'équilibre, méandres diminuent le flux gradient jusqu'à ce qu'un équilibre entre l'érodabilité du terrain et de la capacité de transport du courant est atteinte. Une masse d'eau descendant doit abandonner l'énergie potentielle, qui, étant donné la même vitesse à la fin de la goutte comme au début, est éliminé par interaction avec la matière du lit du cours d'eau. La distance la plus courte; ce est un canal droit, les résultats de la plus haute énergie par unité de longueur, ce qui perturbe les banques plus, la création de plus de sédiments et aggradation le flux. La présence de méandres permet le flux d'ajuster la longueur à une énergie d'équilibre par unité de longueur dans lequel le courant emporte tous les sédiments qu'elle produit.
Théorie géomorphologique / morphotectonique
Geomorphic se réfère à la structure de surface du terrain. Morphotectonique signifie avoir à faire avec le (plaque) structure profonde, ou tectonique de la roche. Les fonctionnalités incluses dans ces catégories ne sont pas aléatoires et le guide ruisseaux dans des sentiers non-aléatoires. Ils sont les obstacles prévisibles qui fomentent la formation de méandres en déviant le flux. Par exemple, un banc de sable (géomorphologique) pourrait dévier le courant, causant ou influencer un motif de méandre, ou le flux pourrait être guidée dans une ligne de faille (de morphotectonique).
Reliefs associés
Mécanique d'érosion
La plupart des méandres se produisent dans le cours inférieur de la rivière. L'érosion est plus grande sur le côté extérieur de la courbure où la vitesse est la plus grande. Le dépôt de sédiments se produit sur le bord intérieur parce que la rivière, se déplaçant lentement, ne peut pas transporter sa charge de sédiments, créant une pente de glissement-off (Bars Point). Le courant se déplaçant plus rapidement sur le pli extérieur a une capacité plus érosive et le méandre tend à se développer dans le sens de la courbure à l'extérieur, formant une rivière falaise. Ceci peut être vu dans les zones où les saules poussent sur les berges des rivières; à l'intérieur de méandres, saules sont souvent loin de la rive, tandis que sur l'extérieur de la courbe, les racines des saules sont souvent exposés et contre-dépouille, pour aboutir finalement les arbres de tomber dans la rivière. Cela démontre le mouvement de la rivière. L'effondrement se produit habituellement sur les côtés concaves des banques résultant de mouvements de masse comme les diapositives.
Dépôts
Méandres incisées
Si la région subit plus tard soulèvement tectonique, le cours d'eau sinueux sera de nouveau reprendre l'érosion à la baisse. Le motif de méandres restera comme une vallée profonde connu comme un méandre incisé. Rivers dans le Plateau et ruisseaux dans le Colorado Plateau Ozark sont connus pour ces méandres incisées. Méandres gravés peuvent également être formés lorsque chutes mondiaux du niveau de base en raison de chute du niveau des mers.
Rincons
Parfois, un incisés, également connu comme retranché, méandre est coupée. Quand il est, le relief résultant est appelé une Rincon. Ils sont créés lorsque une rivière érode par le col de terre étroite entre les extrémités d'une boucle, laissant la boucle sans un flux de coupe active. Un Rincon dramatique sur le lac Powell est appelé "Le Rincon."
Faites-bars
Des barres de défilement sont le résultat de la migration latérale continue d'une boucle de méandre qui crée une crête asymétrique et la topographie rigole à l'intérieur des virages. La topographie généralement parallèle à l'méandre et est lié à la migration des formes de barres et à l'arrière des goulottes à barres qui découpent les sédiments à partir de l'extérieur de la courbe et le dépôt de sédiments dans l'eau plus lentement se écoulant à l'intérieur de la boucle, dans un processus appelé accrétion latérale. Sédiments de la barre de défilement sont caractérisés par cross-literie et un motif de collage vers le haut. Ces caractéristiques sont le résultat du système dynamique de la rivière, où de plus grandes grains sont transportés lors d'événements de grande inondation de l'énergie et meurent progressivement, dépôt d'un matériau plus petit avec le temps (Batty 2006). Dépôts de rivières sinueuses sont généralement homogène et latéralement vaste contrairement aux dépôts fluviaux tressé plus hétérogènes Il existe deux modèles distincts de dépositions barre de défilement; le motif de la barre de défilement accrétion de Foucault et le motif de défilement point barre. Lorsque l'on regarde en bas de la vallée de la rivière ils peuvent être distingués parce que les modèles de défilement point bar sont convexes et les motifs de Foucault de la barre de défilement accrétion sont concaves. Les barres de défilement regardent souvent plus léger au sommet des crêtes et plus sombre dans les rigoles. Ce est parce que les sommets peuvent être façonnées par le vent, soit en ajoutant des grains fins ou en conservant la zone sans végétation, tandis que l'obscurité dans les rigoles de drainage peut être attribuée à limons et les argiles à laver dans les périodes de hautes eaux. Ce sédiment ajoutée en plus de l'eau qui attire dans les rigoles de drainage est à son tour est un environnement favorable pour la végétation qui également se accumuler dans les rigoles.
Grandeurs dérivées
Le rapport de méandre ou sinuosité indice est un moyen de quantifier la quantité d'une rivière ou méandres des cours d'eau (combien son cours se écarte de chemin le plus court possible). Elle est calculée comme la longueur du flux divisé par la longueur de la vallée. Une rivière parfaitement droite aurait un ratio de méandre de 1 (ce serait la même longueur que sa vallée), tandis que le plus élevé cette rapport est supérieur à 1, plus la rivière serpente.
indices de sinuosité sont calculées à partir de la carte ou d'une photographie aérienne mesurée sur une distance appelée la portée, qui devrait être au moins 20 fois la largeur moyenne de la chaîne de fullbank. La longueur du flux est mesurée par canal, ou thalweg, longueur sur la portée, tandis que la valeur inférieure du rapport est la longueur ou de l'air à distance downvalley du flux entre deux points sur elle définissant la portée.
L'indice de sinuosité joue un rôle dans les descriptions mathématiques des cours d'eau. L'indice peut avoir besoin d'être élaborées car la vallée peut serpenter ainsi; ce est à dire, la longueur downvalley est pas identique à la portée. Dans ce cas, l'indice de vallée est le rapport de méandre de la vallée tandis que l'indice de canal est le rapport de méandre du canal. L'indice de sinuosité canal est la longueur du canal divisée par la longueur de la vallée et l'indice de sinuosité norme est l'indice de canal divisée par l'indice de la vallée. Distinctions peuvent devenir encore plus subtile.
Indice de la sinuosité a une utilité non-mathématique ainsi. Les flux peuvent être classés dans des catégories disposés par elle; par exemple, lorsque l'indice est compris entre 1 et 1,5 de la rivière est sinueuse, mais si entre 1,5 et 4, puis en méandres. L'indice est une mesure aussi la vitesse du courant et la charge de sédiments, ces quantités étant maximisés à un indice de 1 (droite).
