Floder och särskilt floddeltan

Floder

Naturliga flodfårors storlek och form varierar med vattenföringens och sedimenttransportens storlek och variation och med bottenmaterialets och strandmaterialets beskaffenhet, särskilt kornstorlekssammansättningen. Ändrad markanvändning, utbyggnad för vattenkraft och för sjöfart, liksom bevattningsprojekt och vattenuttag för hushåll och för industriell användning kan drastiskt förändra de hydrodynamiska jämviktvillkoren och därigenom orsaka oönskade förändringar av flodfårorna. Med hydrodynamiskt jämviktsläge menas ej att flodfårans storlekoch form är konstant utan att smärre variationer sker kring ett jämviktsläge.

,

Den centrala delen av Laitauredeltat i norra Sverige med aktiva och övergivna flodfåror, begränsade av naturliga leveer, som omge olika typer av interleveebäcken.

De ändrade jämviktsvillkoren under en flödesperiod leder ofta till erosion under stigande vattenstånd och till sedimentation under fallande vattenstånd. Detta är särskilt fallet i slamrika flodfåror av den typ, som exemplifieras av fotot nedan från den nedre delen av floden Tigris. Vid studier av jämviktsvillkoren för flodfåror i olika utvecklingsstadier är det därför nödvändigt att ta hänsyn till förutsättningarna för erosion, transport och avlagring av sediment liksom att samla in och analysera kvantitativa data rörande flodfårornas beskaffenhet.

Foto av pågående muddring i Tigris nedströms Kut i Irak.

Vid studier av flodfårors hydrodynamiska jämviktsvillkor och vid simularing av vattenregleringarnas inverkan har jag tillämpat den teknik, som kallas hydraulisk geometri och som exemplifieras av diagrammet nedan med data från Tigris.

Beräknade samband mellan "våt" sektionsarea, bredd (krökningsradie), medeldjup, medelhastighet och naturlig översvämningsvattenföring (återkomstperiod 1,5 år) i Tigris mellan Kut och Qualat Saleh (näraKassarah) i Irak. Från Axelsson, V., 1982 (Tigris river. Section Amarah-Kassarah. Project report, Baghdad.)

Deltan

I strömmande vattendrag sker en kontinuerlig transport och omlagring av fasta partiklar, frigjorda genom vittring och erosion. Transporten av dessa partiklar sker dels genom att partiklarna slammas upp (suspenderas) i vattenmassan (slamtransport eller suspensionstransport), dels genom att de rullar, glider eller hoppar fram i nära kontakt med bottnen (bottentransport). Finsand, silt och ler transporteras i suspension, mellansand och grövre partiklar i regel i kontakt med bottnen. Om strömhastigheten avtar så avtar också transportkapaciteten, vilket gynnar avlagringen, särskilt av grövre partiklar. Vid flodernas mynningsområden, där älvvattnet möter sjö- eller havsvattnet, sker i regel en markant minskning av strömhastigheten. Den sedimentation, som då äger rum, leder ofta till bildning och tillväxt av ett flodmynningsdelta.

De vidsträckta deltabildningar, som ofta uppkommer vid flodmynningar i sjöar och hav, utgör ett påtagligt vittnesbörd om flodernas eroderande, transporterande och avlagrande verksamhet och återspeglar snabbt förändringar i de fluviala och littorala processernas aktivitet. En ständig klyvning och nybildning av strömfåror kännetecknar deltabildningens yngsta, aktiva fas varigenom det normalt förgrenade deltamönstret skapas och förändras. Under den fluviala omformningen i de äldre deltastadierna kommer i stället pendlingar och avsnörningar av strömfåror att dominera, varigenom flödet koncentreras till allt färre och så småningom till några få eller till en enda dominerande strömfåra, som växer och blir allt större på de mindre strömfårornas bekostnad. Ofta fördelas flödet på tre större mynningsfåror, där tidvis mittfåran, tidvis någon av sidofårorna är den djupare, vattenrikare och för båtfarten lättast framkomliga.

Den distala delen av Rapaälvens delta i sjön Laitaure i norra Sverige. Fotot togs från berget Tjakkeli den 19 augusti 1954. Israndrännor, bildade av smältvattnet under deglaciationsperioden, är synliga på fjällsluttningen ovanför Aktse.

På finkorniga deltan begränsas strömfårorna av assymetriskt välvda sedimentryggar, s.k. leveer, vilkas långsluttande sidor mynna i restsjöar och våtmarker av olika typer på deltaplanet. Vid de aktiva flodmynningarna är leveerna låga och svagt sluttande. Markerade blir de först då vegetationen har vunnit insteg på dem. På de äldre delarna av ett delta byggs de så småningom upp till en nivå, som något understiger den normala maximala högvattennivån och som innebär att de i regel översvämmas 2 år av 3. Inom dessa deltapartier avspegla därför leveekrönen vattenytans lutning vid högvatten. I innersvängar och vid förgreningar bildas ofta serier av successiva leveer, som markera de aktuella och förutvarande läges- och storleksförändringarna av strömfårorna.

På många deltan är vissa restsjöar helt avsnörda från de vattenförande strömfårorna, medan andra stå i förbindelse med desamma medelst en eller flera kanaler. Utgöres förbindelsen blott av en kanal, fungerar denna vid stigande vattenstånd i älven som tillopp och vid sjunkande vattenstånd som avlopp från restsjön. De av leveer inneslutna restsjöarna och våtmarkerna hör till deviktigaste biotoperna.Den goda tillgången på näring gör, att talrika sjöfåglar och vadare förlägga sina rast- och häckningsplatser till dessa lokaler.

För flodfåror, som utbildas i egna avlagringar, vilket är fallet på deltabildningar, påverkas formen och storleken främst av högvattenföringens storlek och av det transporterade och avlagrade materialets kornstorleksfördelning. En ändring av frekvensen och storleken av höga vattenföringar, förorsakad exempelvis av klyvnings- och avsnörningsprocesser, leder till ändrad flödesbetingad erosion och till ökad eller minskad sedimentavsättning till dess att flodfårans form och storlek anpassats till det nya hydrodynamiska jämviktsläget.

Schematisk planskiss över uppkomsten av flodförgreningar och interleveebäcken. Från Axelsson, V., 1955: Rapaälven, dess delta samt sedimentationen i Laitaure. Ymer 75:1. För förklaring och diskussion se länken "Deltabildning".

Den första delen av min doktorsavhandling (Axelsson, V., 1967: The Laitaure Delta. A study of deltaic morphology and processes. Geogr. Ann. 49A) behandlar generella villkor för bildning av floddeltan, strömningsmönstret vid flodmynningarna, deltafrontens och deltaplanets morfologi samt bildningen, klyvningen och avsnörningen av flodförgreningar. Denna del behandlar också deltabildningars struktur (Delta structure) samt deltafrontens och deltaplanets sediment.

Den morfologiska utvecklingen av ett förgrenat flodsystem är till stor del beroende av förutsättningarna för erosion, transport och avlagring av sediment vid förgreningsområdena. Dessa processer, som är av fundamental betydelse för deltabildningarnas utveckling diskuteras i avhandlingens andra del. I denna del presenteras även experimentella resultat (Experimental studies....) rörande det tillförda, bottentransporterade materialets fördelning mellan flodförgreningarna.

Den tredje och avslutande delen innehåller en redogörlse för Laitauredeltats hydrologi, morfologi och sedimentologi. Laitauredeltat är beläget vid den skandinaviska fjällkedjans östra gräns, strax norr om polcirkeln och har bildats i sjön Laitaure av Rapaälven, som dränerar den centrala delen av det glaciärrika högfjällsområdet Sarek. Hälften av den totala årliga tillförseln av sediment till detta delta äger rum under en period, som totalt omfattar endast 5 dygn. Detta innebär att vissa år kan hälften av den totala årliga sedimenttillväxten äga rum under en enda vecka.