W4 Fluvial Flashcards
(70 cards)
1
Q
Grundlagen von fluvialen Systemen
A
- Fluviale Prozesse/Formen: geomo. Phänomene durch Fliessgewässer
- Flussmorphologie Gerinneausbildung, Material, Uferbefestigung
- Flüsse: effektivstes geomo. System, Sedimentflüsse nach Ozean
- offenes Gerinne: Wasser unter Kräften Schwerkraft & Reibung
2
Q
Fluvial Prozesse
A
Erosion
Denudation
Transport
Akkumulation
3
Q
Erosion Definition
A
linienhafte Abtragung
=> Tiefenerosion & Seitenerosion
4
Q
Tiefenerosion vs Seitenerosion
A
Tiefen: Tieferlegung von Flussbettsohle
Seiten: Verlagerung von Ufer, Nachböschungsvorgänge
5
Q
Denudation Definition
A
flächenhafte Abtragung
6
Q
Transport Definition
A
Sedimente durch Denudation & Erosion angeliefert
7
Q
Akkumulation Definition
A
Materialablagerung bei nachlassender Transportkapazität
8
Q
Abfluss Q
A
- Fliessgewässer bewegt sich in fluv. Gerinne mit best. Breite, Tiefe, Neigung, versch. Geschwindigkeiten
- zunehmende Geschwindigkeit mit Neigung
- Q mit Kontinuitätsgleichung berechnen
9
Q
Kontinuitätsgleichung Formel
A
Q (m3/s) = v * A
v = Fliessgeschwindigkeit (m/s)
A = durchströmter Querschnitt (m2/s)
U = benetzter Umfang (m)
r(h) = hydr. Radius (m)
=> Manning’s Equation, Discharge Equation
10
Q
Strömung in Flussbett Abb.
A
- Strömungsgeschwindigkeit in gestrecktem Gerinne, einheitlich
- Isotachen in Durchflussquerschnitt, vertikal
- Geschwindigkeitsverteilung in Durchflussquerschnitt, erhöhte Reibung = kleiner
11
Q
Isotachen
A
Linien gleicher Geschwindigkeit
12
Q
Kräfte in Flusssystem
A
- Fähigkeit Erosion & Transport hängt von Kraft des Wasser + Widerstandskräfte ab
- Grössenordnung Erosion & Transport hängt von Energie des Abfluss + Verbrauch von Energie durch Widerstandskräfte ab
- Gleichgewicht von Wasserkraft & Widerstandskräfte
- Ungleichgewicht = Akkumulation/Erosion
13
Q
Lane Balance Inhalt
A
- Un/Gleichgewicht der Kräfte im Flusssystem
- Ungleichgewicht führt zu Sedimentfracht oder Abfluss
- Aggradation = Akkumulation, Degradation = Erosion
14
Q
Lane Balance Formel
A
Qw * S ∝ Qs * Ds
Qw = Abfluss
S = Gerinneneneigung
Qs = Sedimentfracht
Ds = Korngrösse
eröhte Korngrösse führt zu Sedimentfracht, bräuchte Zunahme Gerinneneigung für Gleichgewicht
15
Q
Hjulström Diagramm Abb.
A
- Erosion, Transport, Ablagerung von Material als Funktion von Fliessgeschwindigkeit & Korngrösse
- bei T von grobkörn. Material braucht es für E höhere Fliessgeschwindigkeit
- Ton, Schluff, Sand, Kies, Blöcke
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Q
Erosion, Inhalte
A
- Kombination Tiefen & Seitenerosion
- untersch. Wirkungen ob Fest oder Lockergestein
- Rückschreitende Erosion, flussaufwärts
- Rückschreitende Denudation an Hängen durch Tiefen & Seitenerosion, Nachböschung
17
Q
Arten von Sedimenttransport
A
- Bodenfracht (Geschiebefracht)
- Suspensionfracht (Schwebefracht)
- Lösungsfracht
- Schwimmfracht
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Q
Geschiebe/Bodenfracht
A
- Feststoffe transportiert durch Rollen, Schieben, Saltation
- Kiesel, Kies, Blöcke
- Geschwindigkeiten tiefer als Geschwindigkeit von Wasserkörper
19
Q
Schweb/Suspensionsfracht
A
- Feststoffe die im Wasser schweben
- Schluff, Ton, Löss
- Schubgeschwindigkeit von Wasser höher als Sinkgeschwindigkeit von Partikel
20
Q
Lösungsfracht
A
- chem. gelöste Substanzen, gelöste organ. Substanzen
- Karbonate, Chlorite, Sulfate, Phosphate
21
Q
Schwimmfracht
A
- Feststoffe die im/auf Wasser schwimmen
- Schwemmholz, Laub, Kunststoffe, Eisblöcke
- haben gleiche Geschwindigkeit wie Wasser
22
Q
graduelle Akkumulation
A
- Ablagerung wenn Transportkapazität von Wasser nachlässt
- Abnahme Fliessgeschwindigkeit & Gefälle, Zunahme Gerinnbreite & Rauigkeit
- graduelle Ablagerung grobes zu feines Material, bei Geschiebe & Schwebstofftransport
- Kiesbänke
- Einregelung von Einzelkomponente an Flussboden
23
Q
Kegel Akkumulationen
A
- Schwemmkegel & Schwemmfächer
- Aufschluss auf Prozess
- Runde Kegel = fluvial
- kleinerer Kegel = grosses Einzuggebiet, wenig Dynamik übrig
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Q
Schwemmkegel & Schwemmfächer
A
Schwemmkegel = gröberes Material
Schwemmfächer = feineres Material, sehr geringe Neigungen
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Flussterrassen Abb.
- Aufschüttungsterrasse: Tiefenerosion => Aufschüttung => Tiefenerosion
- Felssohlenterrasse: Tiefenerosion => Seitenerosion => Tiefenerosion
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fluv. System Flussformen
Wildbach
Gebirgsfluss
Talfluss
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Wildbach
- steile, stark schwankende Abflüsse
- hohe Erosionskraft & Geschiebetransport
- Tiefenerosion dominiert
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Gebirgsfluss
- grösseres, weniger steiles Gewässer in Gebirge
- schwankende Abflüsse
- Seiten & Tiefenerosion, Umlagerung von Material
29
Talfluss
- geringeres Sohlgefälle
- tiefer Fliessgeschwindigkeiten
- Seitenerosion dominiert
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Flussabschnitte & Talformen
Kerbtal: Quelle, Oberlauf
Sohlental: Mittellauf
Aufschüttungsebene: Unterlauf, Mündung
- Hänge, Talsohle, Gerinne bilden Reliefformtyp von Tal
- Verhältnisse entscheidend
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Kerbtal
- stark fliessendes Wasser schneidet in Gestein ein
- führt zu Ausbildung von Kerbtal, Klamm, Schlucht
- Wasserfälle
- klar abgegrenztes Tal, Hang => Gerinne
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Unterschied Klamm & Schlucht
Klamm: überhängende Felswände Fluss nicht sichtbar
Schlucht: Fluss sichtbar
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Sohlental
- kastenförmiges Tal mit breiter Talsohle
- aktive Seitenerosion trotz schwächerer Abtragungskraft Fluss
- teilweise abgegrenztes Tal, Gerinne => Auen
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Prozesszonen
Oberlauf, Mitellauf, Unterlauf
- Abnahme Gefälle nach unten
- Zunahme Einzugsgebiet nach unten
- von Erosion zu Transport zu Ablagerung (mehr Material verfügbar)
- Zunahme Korngrösse nach unten
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Abnehmende Korngrösse bei Prozesszonen
Blöcke => Fels, Steine => Kies, Sand => Sand, Schlick, Feinsediment
36
Abb. Erosionsbasis S. 24
Höge zu der Fluss Material abtragen kann
anschauen!
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Flusstypen
- Gerades Gerinne
- Alternierende Bänke
- Wanderndes Gerinne
- Verzweigtes Gerinne
- Mäandrierendes Gerinne
- Anastomosierender Fluss
38
Gerades Gerinne
steil, geringer Sedimenteintrag
39
Verzweigtes Gerinne
mit hohem Sedimentangebot
40
Mäandrierendes Gerinne
geringes bis mittleres Gefällte, mässige Sedimentzufuhr
41
Anastomosierender Fluss
spiegelt Einflüsse Vegetation wider
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Gravitative Massenbewegung Definition
hangabwärtsgerichtete Verlagerung von Material unter Einfluss von Schwerkraft
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Einflussfaktoren der Hangstabilität
- Hangneigung & Schwerkraftwirkung
- Eigenschaften von Fest/Lockergestein: Verwitterung, Schichtaufbau, Kohäsion & Reibungswinkel
- Wassergehalt von Material (Eisgehalt im Hochgebirge): Porenwasserspannung, Sickerlinien, Klufte
- Grenzscherspannung: wenn überschritten bewegt sich Masse
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Natürlicher Böschungswinkel
max. Winkel bei dem Hang aus **lockerem** Material noch stabil ist
- abhängig von Grösse & Forme der Teilchen
- Zunahme Winkel mit Teilchengrösse und schlechterem Rundungsgrad
- abhängig von Wassergehalt im Porenraum
- Zu/Abnahme mit Wassergehalt
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Grenzscherspannung Formel
s = σ * tan Φ + c
σ = Druckspannung
Φ = Reibungswinkel
c = Kohäsion
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Böschungswinkel Korngrösse Abb.
feiner Sand 35°
grober Sand 40°
ungerundetet Gerölle 45°
47
Böschungswinkel Wassergehalt Abb.
trockener Sand: kleinerer Böschungswinkel
feuchter Sand: grösserer Böschungswinkel, Feuchtigkeit führt zu festerer Kohäsion
wassergesättigter Sand: Sand wird flach, fladenähnlich ausseinanderfliessen, übersättigt, Abnahme Kohäsion
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Massentransport Definition
Material durch Mithilfe von Transportmedien (Schnee, Wasser, Eis) + Schwerkraft verschoben, anschliessende Materialaufnahme & Ablagerung
49
Massen(selbst)bewegungen
Material bewegt sich nur aufgrund Schwerkraft, ohne Mithilfe Transportmedien
Bsp. Felsrutschung, Felskreichen, Steinschlag
50
Disposition von gravitat. Prozessen
Faktoren die Wahrscheinlichkeit von gravitat. Prozess beeinflussen
- Grunddisposition
- variable Disposition/Systemzustand
- auslösendes Ereignis
51
Grunddisposition Definition
grundsätzliche, über lange Zeit gleichbleibgende Anlage/Bereitschaft zu nat. Prozessen
(Eigenschaften des Geländes, Relief)
52
variable Disposition/Systemzustand Definition
bei Grunddisposition zeitlich variable, in best. Umfang schwankende, entwickelnde Anlage/Bereitschaft zu nat. Prozessen
(Wassergehalt, hydrost. Druck)
53
Auslösendes Ereignis Definition
Einzelereignis das in gefahrendisponierten Gebiet nat. Prozesse auslöst
(Murgang durch Gewitter, Lawine durch Ski)
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gravit. Prozesse Disposition Grafik
- Grunddisposition bleibt immer konstant
- Auslöser als Momentanbelastung des Systems
- Überschneidung variable Disposition & Auslöser = Ereignis/Prozess
- anschliessendes Absinken von var. Disposition
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Dreieck Klassifikationen von grav. Prozessen
langsam: Versatz (Bodenkriechen)
schnell & trocken: Stürzen (Berg/Felssturz, Steinschlag)
schnell & mittel: Gleiten (Rutschung)
schnell & nass: Fliessen (Fliessung, Mure)
=> Solifluktion: nass aber langsam
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Sturz Definition
schnelle Massenbewegung, Material meist frei fallend, springend, rollend, keine Schwerbewegung
Grunddisposition: Steilwände in Festgestein, Lockermaterial, Klüfte
var. Disposition: Frostverwitterung, Porenwasserdruck
auslös. Ereignis: Erschütterung, Auftauen, Tempunterschiede, Niederschläge
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stürzende Bewegungen
- Steinschlag/Blockschlag
- Felssturz
- Bergsturz
58
Steinschlag/Blockschlag
- Abbruch abrupt, an präformierter Trennfläche
- Fallen, Springen, Rollen von isolierten Steinen & Blöcken
- Stein < 50cm, Block > 50cm
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Felssturz
- Absturz ganzer Felsmasse, während Sturz in Steine & Blöcke fraktioniert
- 100 bis 1Mio m3
60
Bergsturz
- Absturz grosser, ursprünglich kohärenter Felsmasse unter hoher Geschwindigkeit
- Transportmechanismus: starke Wechselwirkung zw. Komponenten, Bildung Gleitflächen
- grösser als 1 Mio m3
- Material kann "verflüssigt" werden während Sturz
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gravit. Formen bei Sturz
- Sturz/Schuttkegel
- Sturz/Schutthalden
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Sturz/Schuttkegel
- Merkmal Steinschlagrinne: Einnschnitt in Felswand, linear nach unten
- Materialsortierung: feines Material am Kegelhals, grobe Blöcke am Rand von Ablagerungsgebiet, rollen noch weiter
- Ursache: grössere Masse => höhere Energie
- Neigung von Kegel: 25 - 35°
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Sturz/Schutthalden
- zsmwachsende Sturz/Schuttkegel
- Unterscheidung von aktiver/inaktiver Sturhalden
- Bewachsene Sturzhalden = Grünhalden
- planetare Felswand, ohne Einschnitt
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Rutschung Definition
hangabwärts gerichtete Massenbewegung von Bodenmaterial an klarer Gleitfläche meist als Folge von Scherbruch an Grenze
Grunddisposition: geolog. Strukturen, Hangneigung
var. Disposition: Vorfeuchte, Wassersättigung Untergrund
auslös. Ereignis: Starkniederschläge, Schneeschmelzwasser
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Klassifikation von Rutschungen
nach Aktivität:
- permanente Rutschung
- spontane Rutschung
- Hangmure
nach Gründigkeit:
- oberflächlich, flachgründig
- mitteltief, mittelgründig
- tief, tiefgründig
nach Anbruchsformen: => Rotations & Translationsrutschung
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Rotationsrutschung
- konkave Gleitfläche
- beschränktes Volumen
- homogene, kohäsive Lockergesteine, tonig/siltig
- Ausbruchsnische vertikal, Zerrspalten, Nackentälchen
- schwache Umarbeitung von bewegtem Material
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Translationsrutschung
- planare Gleitfläche
- Ausdehnung von m2 bis km2
- häufig Flysch, kalkige Mergelschiefer
- Abgleiten von Schichtpakete auf besteh. Schwächezone
- Mächtigkeit bis zu Dekameter
68
Mur/Murgang Definition
schnelle, reissende Bewegung aus Wasser & Feststoffen (30-60%), an Hang oder in Gerinne
Grunddisposition: Verwitterungsanfälligkeit von Gestein, ausreichend Lockermaterial & Gefälle > 30%
var. Disposition: Akkumulation von Schutt, grosser Anteil Feinmaterial, Vorfeuchte, Wassersättigung Untergrund
aus. Ereignis: Starkniederschläge, lange Regenperioden, Schneeschmelzwasser, Wassertaschen
=> Unterteilung Gerinnemure/Hangmure
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Gerinnemure
- entsteht in Gerinne aus Lockermaterialverfüllung oder erodierbares Festgestein
- Einstoss von Hangmure in Gerinne
- Zunahme von Gerinneabfluss/Verklausung
70
Hangmure
- Entstehung als Kriechbereich mit Beschleunigung zu Fliessen
- Übergang von einer Rutschung
- Entwicklung zu Hangmure
