Setelah membaca artikel ini Anda akan belajar tentang:- 1. Pengantar Pekerjaan Geologi Aliran 2. Erosi Aliran 3. Aliran Gradasi 4. Transportasi Sungai 5. Deposisi Sungai 6. Kecepatan Pengendapan dan Penyortiran Partikel 7. Lokasi dan Jenis Endapan Aliran 8. Tanggul Alam dan Dataran Banjir 9. Endapan Saluran 10. Delta.
Pengantar Pekerjaan Geologi Aliran:
Air yang mengalir adalah agen geologis yang sangat penting. Harus disadari bahwa sebagian besar lanskap bumi berutang bentuknya saat ini karena pengaruh air. Perlu dicatat bahwa sebagian besar material yang sekarang ada di batuan sedimen pernah dipindahkan oleh air yang mengalir. Sungai setiap tahun mengangkut ke laut lebih dari 10 11 kN sedimen.
Aliran diperkirakan membawa sekitar 33.350 kilometer kubik air ke laut setiap tahun. Ini berjumlah sekitar 1057520 cum/detik. Sebagian besar energi aliran dikonsumsi untuk erosi dan pengangkutan sedimen. Membangun jembatan, pemanfaatan daya aliran, pembuatan waduk untuk irigasi, pengendalian banjir dan pasokan air serta pengaturan sungai untuk navigasi, dll., semuanya merupakan berbagai aplikasi yang dikhususkan untuk sungai.
Beberapa endapan dari aliran masa lalu dan sekarang merupakan sumber ekonomi bahan bangunan. Sebaliknya, beberapa endapan aliran dapat menghalangi atau menyumbat saluran, mengisi waduk, atau merusak lahan yang dikembangkan.
Fungsi utama sungai adalah mengalirkan kelebihan air dari daratan. Saat melakukan fungsi ini, sungai mengikis lembah untuk dirinya sendiri, mengambil dan mengangkut puing-puing batuan, membawa beberapa material ke dalam larutan, dan membangun endapan material sedimen.
Erosi, transportasi dan pengendapan dengan demikian merupakan divisi utama dari pekerjaan aliran. Aliran dapat dipelajari dengan baik dengan mempertimbangkan energi dan pengaruhnya. Energi aliran adalah kemampuannya untuk melakukan pekerjaan aliran yang terdiri dari penghilangan batuan, sedimen, dan materi terlarut.
Jika aliran memiliki sejumlah besar energi, itu adalah agen erosi yang efektif dan ketika aliran memiliki sejumlah kecil energi, itu adalah agen pengendapan. Jika arus hanya mampu membawa bebannya saja, maka disebut graded atau pada grade.
Erosi Aliran:
Erosi aliran mengacu pada penghilangan material secara mekanis atau kimia yang dihadapinya. Aliran melarutkan materi batuan terutama dari batuan dari kelompok karbonat. Aliran mengikis bahan dasar dan tepian dengan berbagai cara mekanis.
Aliran mengambil partikel:
(i) Dengan dampak
(ii) Dengan gesekan
(iii) Dengan pengangkatan hidrolik
(iv) Dengan koreksi
(v) Dengan korosi dan
(vi) Dengan pemetikan hidrolik.
(i) Erosi akibat Benturan:
Penghapusan material jenis ini terjadi ketika gaya arus ke arah dislodgement lebih besar daripada komponen berat partikel ke arah itu.
(ii) Erosi oleh Frictional Drag:
Ini terjadi ketika gesekan antara air yang mengalir dan partikel di dasar aliran melebihi komponen berat partikel ke arah gerakan.
(iii) Erosi oleh Pengangkatan Hidraulik:
Ini terjadi ketika gaya angkat yang diberikan oleh air melebihi berat partikel yang terendam. Kecepatan aliran di mana fragmen berada di dasar adalah nol. Kecepatan air pada tingkat yang lebih tinggi lebih besar. Perubahan kecepatan ini menghasilkan tekanan yang lebih tinggi di dasar dan tekanan yang lebih rendah di atas partikel. Peningkatan tekanan pada tingkat yang lebih rendah dan dorongan ke atas yang sesuai mungkin cukup untuk mengangkat fragmen.
(iv) Erosi oleh Korosi atau Abrasi:
Sedimen yang dibawa oleh sungai bertanggung jawab atas kekuatan erosif sungai. Air jernih relatif tidak efektif untuk menyebabkan erosi. Serpihan-serpihan yang dibawa oleh arus yang bergerak bertindak sebagai alat untuk menyebabkan erosi.
Pada saat yang sama hal ini disertai dengan keausan abrasif dari fragmen itu sendiri saat transit dengan menggosok atau menggiling. Dalam prosesnya, pecahan-pecahan itu dibulatkan dan permukaan batu menjadi halus. Erosi juga terjadi akibat tumbukan batuan di atas batuan.
(v) Erosi oleh Korosi:
Erosi di sini mengacu pada tindakan pelarut air pada mineral batuan. Tindakan melarutkan aliran tergantung pada jenis batuan yang dilaluinya. Khususnya batu kapur dan dolomit larut dalam air asam, (dapat juga dicatat sebagian besar bahan terlarut yang ditemukan di sungai disuplai oleh air bawah tanah yang mengalir ke sungai).
(vi) Erosi oleh Pemetikan Hidraulik:
Tekanan air di celah-celah batu memampatkan udara di dalamnya yang dapat mengeluarkan balok-balok dengan ukuran berbeda. Tepian sungai yang lunak sering kali terpotong oleh air yang mengalir akibat tindakan ini. Pusaran air yang berputar dapat mengangkat partikel lepas. Turbulensi dapat menjelajahi saluran dasar dan samping.
Laju Erosi Aliran:
Tingkat di mana aliran membawa erosi dasar mereka tergantung pada beberapa kondisi.
(i) Batuan lemah dengan unsur terlarut mengalami keausan cepat sementara pada batuan kuat tidak larut aksi aus diperlambat. Batuan bertingkat terbukti kurang tahan dibandingkan batuan masif. Hal lain dianggap sama, batuan dengan banyak sambungan dan retakan lebih cepat aus daripada yang lain, karena bukaan ini adalah bidang kelemahan.
(ii) Aliran yang bergerak cepat menghasilkan pukulan yang lebih keras dan lebih banyak daripada aliran yang bergerak lambat dan karenanya memakai salurannya lebih banyak. Kecepatan aliran tergantung pada (a) kemiringan dasar (b) volumenya (debit) (c) bebannya dan (d) bentuk salurannya. Jelas semakin curam dasar saluran, semakin besar kecepatannya. Energi dikeluarkan untuk memindahkan sedimen.
Hal lain dianggap sama, aliran yang jernih memiliki kecepatan lebih besar daripada saat memiliki sedimen. Aliran diperlambat oleh gesekan dengan dasar dan sisinya. Saluran bengkok dengan dasar lebar yang tidak rata menawarkan gesekan yang besar cenderung menghasilkan arus yang lamban. Saluran lurus dengan dasar yang sempit dan halus menawarkan lebih sedikit gesekan dan meningkatkan kecepatan yang lebih besar.
(iii) Karena kecepatan aliran berkurang dengan bertambahnya beban, maka hembusan beban juga akan berkurang. Ini berarti semakin besar jumlah alat yang dibawa, semakin besar jumlah pukulan yang diberikan dalam waktu tertentu, namun semakin lemah setiap pukulannya. Sebaliknya, semakin sedikit alat yang dibawa, semakin sedikit jumlah pukulan yang diberikan dalam waktu tertentu, tetapi setiap pukulan menjadi lebih kuat.
Aliran Bertingkat:
Ketika gradien aliran hanya cukup untuk memberikan kecepatan yang diperlukan untuk menghanyutkan sedimen yang dibawa ke sana dari lereng anak sungai, dikatakan berada pada kemiringan. Jika mampu mengangkut lebih dari yang dikirimkan, ia memindahkan material dari alasnya hingga mencapai kemiringan yang lebih rendah.
Jika tidak mampu mengangkut semua yang diserahkan, sebagian muatan dibiarkan sebagai titipan. Dengan cara ini saluran dinaikkan dan kemiringannya menjadi lebih curam secara bertahap, sampai pada waktunya arus mengalir cukup deras untuk membawa sedimen yang dibawa ke sana.
Transportasi Sungai:
Semua material yang dibawa oleh aliran dari berbagai titik erosi ke tempat pengendapan merupakan beban aliran.
Bahan yang dibawa oleh aliran berasal dari sejumlah sumber yang diberikan di bawah ini:
(i) Bagian utama dari beban aliran disuplai selama proses pelapukan dan penggelinciran dan pemindahan batuan dari lereng anak sungai. Saat hujan, limpasan awalnya berlumpur, penuh dengan limbah karena tersapu deras di sepanjang parit, lereng bukit. Di daerah budidaya, jika lahan yang dibajak miring, sejumlah sungai yang sangat kecil dan anak sungai kecil akan membawa material lepas yang tidak terkonsolidasi ke arus utama.
(ii) Material akibat keausan tebing dan dasar sungai menambah beban sungai.
(iii) Bahan-bahan dari tepian yang curam dapat jatuh ke sungai karena mungkin terlepas baik oleh gravitasi atau oleh gerakan tanah.
(iv) Di tempat tumbuh-tumbuhan yang tersebar tipis, debu pasir material tanah dll. dapat terbawa angin dan ini dapat jatuh ke sungai.
(v) Abu vulkanik yang terbawa angin dapat jatuh ke sungai.
(vi) Gletser yang mencair membawa lanau dan bubuk batu dapat berpindah ke sungai.
(vii) Air tanah menambahkan bahan terlarut dalam jumlah besar.
Metode Transportasi:
Beban aliran diangkut oleh aliran melalui proses traksi, suspensi dan larutan.
saya. Daya tarik:
Sedimen yang terlalu besar atau berat untuk diangkut dalam suspensi membentuk beban dasar. Partikel-partikel yang lebih kasar ini bergerak di sepanjang dasar sungai dan merupakan beban dasar. Beban dasar dengan aksi penggilingannya melakukan pekerjaan erosi maksimum.
Partikel-partikel yang membentuk beban dasar bergerak di sepanjang dasar aliran dengan cara menggulung, meluncur, dan saltasi. Dalam saltasi, partikel-partikel sedimen melakukan serangkaian lompatan atau lompatan di sepanjang dasar sungai.
Ini terjadi ketika partikel didorong ke atas oleh tumbukan atau diangkat oleh arus dan kemudian dibawa ke hilir dalam jarak pendek sampai gravitasi menariknya kembali ke dasar sungai. Partikel yang lebih berat yang tidak dapat bergerak dengan saltasi baik berguling atau meluncur di sepanjang dasar tergantung pada bentuknya.
- Penangguhan:
Dalam kebanyakan kasus, aliran membawa sebagian besar bebannya dalam suspensi. Memang, awan sedimen yang terlihat tersuspensi dalam air adalah bagian yang paling jelas dari muatan sungai. Dalam kondisi normal pasir, lanau dan tanah liat terbawa dalam suspensi. Tapi selama banjir partikel yang lebih besar juga terbawa dalam suspensi. Jumlah total material dalam suspensi meningkat di hilir karena semakin banyak anak sungai bergabung dengan arus utama.
aku aku aku. Larutan:
Selain bahan yang dibawa secara mekanis, bahan yang cukup banyak dibawa dalam larutan. Sebagian besar muatan terlarut yang diangkut oleh aliran disuplai oleh air tanah. Air yang meresap melalui tanah memperoleh senyawa tanah yang larut. Air ini merembes melalui retakan dan pori-pori di batuan dasar di bawahnya dan juga dapat melarutkan bahan mineral tambahan. Akhirnya banyak dari air kaya mineral ini mengalir ke sungai.
Dapat disadari bahwa kecepatan aliran tidak berpengaruh pada kemampuan aliran untuk membawa beban terlarut. Setelah material berada dalam larutan, ia pergi ke mana pun aliran mengalir terlepas dari kecepatan aliran.
Kuantitas beban terlarut tergantung pada iklim dan pengaturan geologis. Beban terlarut biasanya dinyatakan sebagai bagian dari bahan terlarut per juta bagian air (bagian per juta atau ppm). Beban terlarut rata-rata sungai di dunia diperkirakan 115 hingga 120 ppm. Sekitar 4 miliar metrik ton bahan mineral terlarut dipasok ke lautan setiap tahun melalui sungai.
Deposisi Sungai:
Jika kondisi yang memungkinkan aliran untuk mengangkut muatannya dibalik, aliran akan melanjutkan untuk menyimpan muatannya. Semua endapan aliran disebut alluvium.
Berbagai penyebab pengendapan oleh aliran adalah sebagai berikut:
(a) Gradien yang menurun di bagian tengah dan bawah dari lembah-lembah besar menurunkan kecepatan aliran yang mengarah ke pengendapan sedimen.
(b) Sungai-sungai yang mengalir melalui daerah dengan sedikit curah hujan sering kehilangan air baik melalui penguapan yang cepat maupun tenggelam ke dalam tanah. Berkurangnya volume berarti berkurangnya kecepatan dan berkurangnya daya angkut. Deposisi terjadi sebagai akibatnya.
(c) Banyak sungai bermuara di muaranya di mana arus dibatasi.
(d) Pengendapan juga disebabkan oleh perubahan bentuk saluran sungai. Jika misalnya, air yang diisi dengan sedimen meninggalkan bagian saluran yang sempit, lurus dan halus untuk memasuki saluran yang lebar, bengkok dan tidak teratur, gesekan arus dengan dasar dan tepian meningkat dan karena itu kecepatan aliran berkurang yang mengarah ke pengendapan sedimen.
(e) Anak-anak sungai dengan kemiringan yang tinggi sering mengirimkan lebih banyak sedimen ke aliran utamanya yang lamban daripada yang dapat terbawa aliran tersebut ke depan, menghasilkan endapan di sepanjang dasar lembah utama.
Settling Velocity dan Sortasi Partikel:
Ketika kecepatan aliran berkurang, kapasitasnya untuk membawa sedimen berkurang dan mulai menurunkan beban sedimen. Partikel terbesar adalah yang pertama mengendap. Setiap ukuran partikel memiliki kecepatan pengendapan kritis.
Saat kecepatan aliran turun di bawah kecepatan pengendapan kritis dari ukuran partikel tertentu, sedimen dalam kategori tersebut mulai mengendap. Dengan cara ini, transportasi aliran menyediakan mekanisme pemisahan partikel padat dengan berbagai ukuran. Proses ini disebut penyortiran yang menjelaskan mengapa partikel dengan ukuran yang sama diendapkan bersama.
Lokasi dan Jenis Deposit Aliran:
Aliran menyimpan material yang terbawa (aluvium) di kaki lereng yang curam, di aliran itu sendiri, di atas dataran banjir dan di muara sungai.
Kipas dan Kerucut Aluvial:
Kipas aluvial adalah endapan aliran yang terbentuk di mana kemiringan aliran menurun secara tiba-tiba. Ini biasanya terlihat di mana aliran meninggalkan gunung dan muncul ke lembah yang luas atau tanah datar. Jenis endapan ini disebabkan oleh penurunan kecepatan aliran yang tiba-tiba yang membawa sedimen.
Endapan tampak seperti tumpukan berbentuk kipas atau menua kerucut menuju titik di mana gradien aliran pecah dan disebut kipas aluvial. Saat kipas tumbuh lebih curam, lebih tebal dan lebih kasar, endapan mengambil bentuk agak kerucut dan disebut kerucut aluvial.
Kadang-kadang kami menemukan sejumlah aliran paralel yang mengalir menuruni lereng gunung ke tanah datar yang menciptakan serangkaian kipas aluvial. Fitur yang terbentuk dengan penggabungan kipas aluvial yang berdekatan diberi nama berbeda seperti kipas aluvial piedmont, kipas aluvial majemuk atau bajada (istilah Spanyol)
Deposit di dalam dan di sepanjang Saluran:
Aliran cepat dengan gradien yang cukup tinggi cenderung terkikis daripada endapan dan oleh karena itu jalurnya sebagian besar dicirikan oleh ciri-ciri seperti lubang pot, air terjun, dan jeram daripada oleh endapan sedimen.
Dapat dicatat bahwa bahkan di saluran aliran seperti itu, dalam beberapa situasi pengendapan dapat terjadi. Sebagai contoh, kita umumnya dapat menemukan batang kerikil di hilir dari air terjun, di mana puing-puing batu kasar yang dikeluarkan dari terjun telah terakumulasi.
Dalam situasi lain, anak sungai yang mengalir deras dapat menyumbangkan lebih banyak beban ke arus utama daripada yang dapat dibawa arus utama. Hal ini menyebabkan endapan pasir atau kerikil terbentuk di hilir dari persimpangan.
Dalam beberapa situasi aliran dapat diberi makan dengan begitu banyak pasir sehingga dibutuhkan apa yang disebut pola jalinan. Saluran dalam kasus seperti itu menjadi labirin jeruji di mana air mengalir.
Batangan pasir juga umum terjadi di mana aliran mengalir dalam serangkaian tikungan yang disebut liku-liku. Saat aliran mengalir di sekitar tikungan, kecepatan air di sisi luar meningkat yang menyebabkan erosi di sisi itu. Pada saat yang sama air di bagian dalam liku-liku melambat menyebabkan pengendapan sedimen. Endapan yang terjadi di bagian dalam tikungan ini disebut point bar.
Di beberapa tempat aliran dapat membuat hubungan pendek di jalurnya jalur melingkar yang sudah terbentuk. Lingkaran saluran yang tersisa benar-benar terputus dari aliran dan fitur yang terbentuk disebut danau ox-bow atau liku-liku yang ditinggalkan.
Tanggul Alami dan Dataran Banjir:
Ketika sebuah sungai aluvial naik dalam banjir dan akhirnya melampaui tepiannya, ia segera menurunkan sebagian besar muatannya, karena kecepatannya menurun secara tiba-tiba segera setelah air meninggalkan saluran yang membatasi.
Saat limpahan bergerak perlahan menjauh dari saluran, pohon willow dan vegetasi lainnya membantu memperlambat gerakannya dan mengurangi energinya. Hasilnya, punggungan sedimen halus terbentuk tepat di sepanjang sisi saluran. Punggungan seperti itu disebut tanggul alami.
Sebuah sungai besar mungkin dibatasi oleh tanggul alam setinggi 4 m sampai 6 m. Banjir tunggal dapat menambah 15 cm sampai 60 cm pasir halus dan lanau. Tanggul alam hanya ada di sepanjang sungai besar yang sarat muatan dan sering banjir.
Daerah dataran rendah yang berbatasan, antara tanggul alam dan dinding lembah yang juga terendam banjir, menerima sedimen. Jadi dataran sungai dengan endapan aluvial dibangun secara bertahap menyatu dengan tanggul alami. Dataran endapan ini disebut dataran banjir. Dataran banjir menerima lapisan sedimen halus dengan setiap genangan. Endapan lumpur ini menambah kesuburan dataran banjir.
Karena kesuburan tanah, sebagian besar dataran banjir padat penduduk. Tanggul alami berfungsi sebagai pelindung dataran banjir selama keadaan air cukup tinggi, karena tanggul menahan air di dalam saluran.
Deposit Saluran:
Alluvium yang diendapkan dalam saluran aliran disebut saluran pengisi. Akumulasi ini dapat mengambil berbagai bentuk tetapi umumnya dikenal sebagai bar sungai atau bar pasir.
Endapan ini terbentuk di tempat-tempat berikut:
(a) Sepanjang tepi layar
(b) Di sisi dalam tikungan tajam.
(c) Obstruksi sekitar
(d) Berupa pulau-pulau rendah
Aliran dengan alluvium yang kelebihan beban dapat menyimpan muatannya secara bergiliran di posisi yang berbeda yang mengakibatkan pemisahan aliran menjadi saluran-saluran yang saling bertautan yang bersatu kembali. Fitur ini disebut aliran dikepang. Ada juga situasi di mana aliran mengendap dan mengikis endapan secara bergantian karena penurunan dan peningkatan kecepatan aliran. Fitur ini disebut scour and fill.
Deposito di Curves:
Dalam kasus aliran yang membuat tikungan yang jelas, massa air di dekat tepian luar bergerak dengan kecepatan lebih tinggi daripada massa air di dekat tepian dalam. Hasilnya adalah erosi yang terkonsentrasi di bagian luar saluran yang mengarah ke lereng slip-off, yaitu shoaling di sisi dalam kurva.
Aliran heliks dari sungai (Gbr. 7.7) bersama dengan difusi turbulen membawa sedimen dari bagian aliran deras yang dalam di bagian luar tikungan ke perairan dangkal yang mengalir lambat dan tidak terlalu bergolak di bagian dalam tikungan tempat ia diendapkan. . Jadi ketika erosi memotong tepian di satu sisi, sisi yang berlawanan dibangun dan sebagai akibatnya aliran berpindah ke samping.
Delta:
Delta adalah endapan yang terbentuk di muara sungai pembawa sedimen. Beberapa sedimen yang dibawa sungai ke laut atau danau terbawa oleh gelombang dan arus. Sebagian besar sedimen sering menumpuk di muara sungai, terutama jika mereka mengalir ke badan air yang tidak pasang surut atau hampir tidak pasang surut. Endapan tersebut dapat membentuk delta.
Saat sungai memasuki air laut atau danau yang relatif tenang, kecepatannya turun secara tiba-tiba. Situasi ini akhirnya menyebabkan saluran tersumbat oleh sedimen dari air yang melambat. Akibatnya, sungai mencari rute gradien tinggi yang lebih pendek ke tingkat dasar. Dalam aksi ini saluran utama terbagi menjadi beberapa yang lebih kecil yang disebut distributaries.
Delta dicirikan oleh saluran-saluran yang bergeser ini yang bertindak berlawanan dengan anak sungai. Anak sungai membawa air ke saluran utama sedangkan anak sungai membawa air keluar dari saluran utama. Setelah sejumlah pergeseran saluran, satu delta dapat berkembang menjadi bentuk segitiga seperti huruf Yunani delta (A).
Faktor-faktor yang mendukung pembangunan delta adalah sebagai berikut:
(i) Sejumlah besar sedimen di sungai.
(ii) Kurangnya gelombang atau gelombang lemah di badan air penerima yang tergenang (danau, laut).
(iii) Salinitas laut. Garam bertindak sebagai koagulator komponen lempung dalam sedimen.
