De river dynamik eller river Geodynamik, studerer udviklingen geomorfologi af floder (formularer resulterende faldende flod morfologi). Det er tværfagligt , låne elementer af metode og diagnose fra fysisk geografi (inklusive geomorfologi ), geologi , sedimentologi , hydraulik , hydrologi , biologi og flodøkologi.
I Europa vandrammedirektivet (VRD) introducerede begrebet ”river hydromorfologi” i loven.
Tidligere ofte betegnet med udtrykket " fluvial geomorphology " ( fluvial geomorphology blandt angelsakserne) og ifølge udtrykket fra Maurice Pardé " potamology " (som inkluderer effekter og årsager såsom oversvømmelser og oversvømmelser).
I Frankrig blev ordet "hydrogeomorfologi" nøjagtigt brugt til at beskrive en bestemt metode til bestemmelse af oversvømmelsesområderne (Masson et al., 1996), baseret på topografiske træk og geomorfologisk dalbund ( mindre seng , mellembed og større seng under ikke- oversvømmelige flodterrasser ).
I Europa indførte det europæiske rammedirektiv ( WFD ) begrebet “fluvial hydromorphology” i loven, der korrelerer med den gode økologiske funktion af vandskel og især af det hydrologiske rum.
Den transport af sediment fra vandløb er ofte omtalt som "fast transport" eller "sediment transit".
Sedimenttransport tager to godt differentierede former: sengelastning og suspension. Den stak er transporten af temmelig grove sedimenter på bunden af sengen ved at rulle eller saltation . Den suspension er sedimenttransport i massen af flow.
I en given hydraulisk situation varierer sedimenternes opførsel alt efter partiklernes størrelse:
Størrelsen på materialerne, der således er i en mellemsituation, varierer lidt med hældningen. Dette er grunden til, for størstedelen af vandløb (bortset fra meget langsomme vandløb under 0,1 ‰ og torrents over 3%), overgangsområdet dækker medium til grove sand, mellem 200 og 700 um .
Observationer af oversvømmelsesaflejringer viser tydeligt denne mekanisme:
I de store dale og den alluviale slette er den aktive stribe zonen for alluviale banker med ringe eller ingen vegetation, omarbejdet af årlige eller toårige oversvømmelser, som f.eks. Stadig er betydningsfulde og relativt naturlige i en del af Loire.
I den " alluviale slette ", dalbunden eller deltaet taler vi om en aktiv seng, når sengen er i permanent (eller i det mindste hyppig) interaktion med de sedimenter, der transporteres af vandløbet. Denne interaktion har følgende konsekvenser:
Tværtimod taler vi om en passiv seng, når bunden af sengen er fast, og sedimenttransitten sker uden interaktion med sengen. Sengen kan fastgøres:
Mellemliggende situationer er naturligvis mulige:
Floderne er foret med fine og / eller grove sedimenter. Disse sedimenter er trukket af vandets hastighed, og det skal huskes, at hastigheden for begyndelsen af medrivning af et sand på 0,5 til 1 mm i diameter til en dybde på 1 til 5 m er ca. 0, 5 m / s . Fast transport etableres derfor, hvis strømningshastigheden er større end denne værdi. Et betydeligt antal forskere arbejdet på sediment transport formler under XX th århundrede. Den faste strøm af sediment er omtrent proportional med væskestrømmen. En oversvømmelse øger midlertidigt fast transport ved at nedbryde havbunden.
Sengens generelle form, der er forbundet med meget forskellige typer, kaldes "flodstil". De forskellige stilarter er opført fra opstrøms til nedstrøms:
I den opstrøms del af floder fra bjergrige områder er skråningen meget stejl og strømmen næsten lige. Sengen er smal. Solid transport er vigtig.
Torrent, Saint-Martin-Vésubie, Alpes-Maritimes.
Torrent, et andet eksempel.
Fletemønsteret er karakteristisk for en stærk solid transport. Sengen består af flere ustabile kanaler, der danner mange øer. Sengen er bred og flad. Denne type vandløb findes sjældent i Frankrig på grund af de mange diger, der tidligere er udført. Vi taler også om floder med anastomiserede kanaler, når skråningen er mindre og den bugtede rute mere markeret.
Flod i fletninger.
Flettet i fletninger: et særligt forskelligt miljø, der konstant forynges.
Flod i fletninger.
Den vandrende stil er et mellemtrin mellem bugtende og fletningsstil. Solid transport falder ligesom antallet af fletninger. Slyngerne begynder at tage form.
Skør stil.
Floden følger en snoede linje. Sengen er unik, og den solide transport finder sted næsten udelukkende ved ophængning og ikke ved sengelæsning.
Floden slingrer fri.
Amazonfloden.
Slyngede slynger.
Ethvert vandløb udgør en svingning mellem erosion og aflejring (vi taler også om snit og hævning). Diagrammet overfor viser den forenklede proces med den dynamiske ligevægt i en flod. Når vandgennemstrømningen stiger, bevæger pilen sig mod erosion og øger dermed den faste transport. Omvendt, hvis strømmen falder, peger pilen mod aflejring, og den faste strøm falder, indtil "ligevægt" findes. Floder har tendens til deres såkaldte ligevægtshældning, som er en funktion af lokale fysiske og hydrologiske forhold.
Begrebet frihedsrum eller mobilitetsrum.
Bankerne kan udvikle sig på forskellige måder. Vandløbets strøm kan ændre sengens forløb ved erosion af bankerne. Denne erosion er mulig, når vandets hastighed og dens turbulens inklusive vandlegemets bølger indeholder tilstrækkelig energi til at rive partikler fra bredden. Det vil sige overvinde deres samhørighed og deres vægt. Hele banken i kontakt med vandet er bekymret: foden og den synlige bred.
De geoteknik spiller en vigtig rolle i mekanismerne i udviklingen af bankerne. Bankskred kan skyldes jordskred, det vil sige brud i jordens konsistens. Vand kan fremme dette brud på forskellige måder: ved at mætte jorden med vand og ved at udøve eller ikke et stabiliserende tryk mod banken. Under en recession tilføjes disse to elementer: skråningen er mættet med vand, og det stabiliserende tryk falder med recessionen. En anden årsag til jordskred er den såkaldte skureproces . Dette fænomen kan forekomme under en regressiv erosion for eksempel eller ved erosion af bankens fod.
Andre faktorer skal tages i betragtning i bankernes udvikling. Den vandløbsnære skov kan have en stabiliserende rolle takket være rodsystem af planter eller tværtimod styrke erosionen ved at øge turbulens. Træer med lave rodsystemer kan trækkes op og bærer en del af banken, når de falder. Nedstrøms kan træerne, der bæres af strømmen, skabe indsnævringer i strømbedet.
Endelig og i mindre grad kan tilstedeværelsen af gnavere som bævere eller nutria destabilisere en bank.
Floden er et dynamisk miljø i konstant udvikling. Planformerne udvikler sig konstant. Enten ved erosion og aflejring eller mere brat ved at skære en meander eller skifte seng efter en oversvømmelse for eksempel.
Eksempel på udviklingen af en flod med ældgamle bugtninger, en meander cut og en tidligere flodslette.
Rio Negro, Argentina.
Evolution af slynger.
Yukon og Koyukuk Rivers, Alaska.
Vandløbets hydrologi og natur kan ændres af forskellige faktorer, herunder pumpning, dæmninger og reserverede strømme, låse, ændring af oversvømmelsesregimet, tilbagetrækning fra sengen, kunstiggørelse af bankerne osv.
Fjernelse af materialer fra sengen af et vandløb fører til en sænkning af vandlinjen og en regressiv erosion opstrøms. Hvis optagelsen er begrænset, kan opstrøms erosion og aflejring i brønden til sidst fylde optagelsen, og strømmen vender tilbage til nogenlunde den oprindelige ligevægt. Nedstrøms skal vandløbet kompensere for sit faste flowunderskud efter aflejring i brønden. Strømmen graver sengen for at blive mættet med materialer. Der er derfor to erosioner: en regressiv opstrøms og en progressiv nedstrøms. Manglen på materialer fremkalder øget stress på bankerne og en tendens til at bugtes . Konsekvenserne af erosion kan være destabilisering af strukturer og kystlinjeskred.
De vandreservoirer fungerer som bosættere. De næsten nul strømningshastigheder gør det muligt for de faste materialer at bundfælde sig og gradvist fylde dæmningen. Vandet, der frigøres nedstrøms, frigøres fra enhver fast ladning. For at mætte sig med materialer trækker vandløbet den nødvendige faste strøm fra sengen. Dæmninger reducerer også bredden af den mindre seng ved at begrænse omfanget af oversvømmelser.
De tærskler hindrer den faste transport og især trykket. Hvis den faste transport er tilstrækkelig, vil den opstrøms flodleje stige til niveauet for tærskelryggen minus et par centimeter på grund af sugningen, som det faldende vand skaber. Nedstrøms, som med dæmninger, er der erosion.
Tærsklerne i en vinkel med flodens akse gør det muligt at sænke oversvømmelsesniveauet på deres våbenskjold og dermed øge træk. De har således mindre indflydelse på sedimenttransport end karme vinkelret på flodens akse.
En omdirigering resulterer i reduceret flow og erosion. Omkørslen kan forårsage en sænkning af vandledningen samt en reduktion i sengens bredde. Store afledninger kan få konsekvenser for nedstrøms økosystemer på grund af faldet i vandmængder.
Med omkalibrering menes udvidelse af sektionen af en flod. For meget kalibrering risikerer at medføre en ændring i hældningen og en ubalance i vandløbet. Jo større transportkapacitet reducerer hyppigheden af overløb og øger følgelig vandmasserne nedstrøms.
En opvarmning af vandløbet på grund af stigningen i den solrige overflade kan forekomme. Samt et fald i iltkoncentrationer og en stigning i suspenderet stof .
Dykninger kan føre til øget fast transport af vandløbet. Indeslutning forårsager indsnævring af strømningssektionen og kan føre til at sengen synker. Når man forlader dæmningen er der dannelse af en deponeringszone.
Groynes kan bruges til udvikling af en flod for at beskytte bredden ved at skabe områder med dødt vand, der fyldes op. Opførelsen af lyster i sengen af en flod gør det også muligt at skabe en oversvømmelseskanal. Ørene koncentrerer strømmen af vand mod midten af sengen.
En naturlig isstop er en naturlig akkumulering, uanset om den er midlertidig eller ej, af materialer, der bringes ind af vandet (undtagelsesvis af et jordskred). Isstop kan ændre strømmen ved at indlede dannelsen af en ø eller en bugt . Isstop kan føre til overløb i sengen. De ændrer strømningsforholdene lokalt og kan fungere som en tærskel ved at forårsage vandretention.