Czy rzeka eroduje, transportuje czy osadza materiał, zależy od prędkości przepływu i wielkości ziaren — opisuje to krzywa Hjulströma. Zaskakująco, najtrudniej poderwać nie największe ziarna, lecz drobne, spójne iły (kohezja), które wymagają wysokiej prędkości krytycznej. Zmień prędkość wody i średnicę ziaren i odczytaj proces.
Co pokazuje diagram?
Krzywa Hjulströma zestawia prędkość wody (, cm/s) ze średnicą ziaren (, mm) i dzieli zachowanie rzeki na trzy strefy: erozję (woda porywa materiał), transport (niesie go w zawiesinie) i akumulację (osadza na dnie).
Trzy procesy rzeczne:
Powyżej górnej krzywej prąd jest dość silny, by poderwać ziarno — to erozja. Między krzywymi materiał już się porusza, ale nie opada — trwa transport. Poniżej dolnej krzywej prędkość jest zbyt mała, ziarno opada — następuje sedymentacja (akumulacja).
Paradoks iłów (kohezja):
Wydawałoby się, że im drobniejsze ziarno, tym łatwiej je porwać. Tymczasem krzywa erozji ma minimum przy drobnym piasku () i rośnie w stronę iłów: maleńkie, spójne cząstki iłu przylegają do siebie i do dna siłami kohezji, więc wymagają wysokiej prędkości krytycznej. Dlatego iły raz osadzone trudno ruszyć.
Sortowanie materiału:
Gdy rzeka zwalnia, najpierw osiada materiał najgrubszy (żwir — wysoki próg osadzania), a najdrobniejszy (ił) unosi się najdłużej. Tak powstaje uziarnienie frakcjonalne osadów: głazy w górnym biegu, muły i iły przy ujściu. Łączy się to z modelem biegu rzeki.
Po co Ci to na maturze:
Zadania z diagramu Hjulströma są klasyką geografii fizycznej. Chwyt: odczytaj , znajdź punkt na wykresie i sprawdź, między którymi krzywymi leży — to od razu daje proces (erozja / transport / akumulacja).
Zapamiętaj: najtrudniej poderwać nie największe, lecz najdrobniejsze ziarna (iły) — decyduje kohezja. A gdy prędkość spadnie poniżej progu osadzania, materiał zawsze opada.
Gdy prędkość przepływu spadnie poniżej progu transportu, ziarna nie utrzymują się w ruchu i opadają — następuje akumulacja (sedymentacja).
Bo drobne cząstki ilaste są spójne (siły kohezji i elektrostatyczne), więc do ich poderwania potrzeba zaskakująco dużej prędkości krytycznej.
Od prędkości przepływu i wielkości ziaren: większa prędkość unosi większe okruchy; przy spadku prędkości materiał się sortuje i osadza.