Википедија

Meandar

Meandar je pojam za reku koja krivuda u obliku latiničkog slova S. Naziv je dobio po rijeci Meandru u Turskoj (tur. Büyük Menderes). Meandar može biti i naziv za same okuke krivudave rijeke. Obično se javlja kod ravničarskih tokova a nastaje erozivnim djelovanjem vode na zemljište oko korita rijeke.[1][2] Voda se ne kreće pravolinijski već vrtložno i po inerciji. Zbog ovoga erozija djeluje na pojedine tačke korita različito. Najslabije je dejstvo duž konveksnih a najjače duž konkavnih strana. Voda postepeno ruši konkavne obale, i vremenom se dobija oblik meandra. Izuzetak je uklješteni meandar. Na meandru se razlikuje vrat (najkraći razmak između konkavnih obala jednog meandra) i dužina - rastojanje na rijeci od početka do završetka vrata. Za vrijeme poplave voda preliva meandre, pa voda poteče kraćim tokom.

Meandri na rijeci.
Razvoj meandra.

Zona unutar koje meandarski tok periodično pomera svoj kanal poznata je kao meandarski pojas. Obično se kreće od 15 do 18 puta širine kanala. Vremenom, meandri migriraju nizvodno, ponekad za tako kratko vreme da stvaraju izazove u građevinarstvu za lokalne opštine koje pokušavaju da održe stabilne puteve i mostove.[1][2]

Stepen meandriranja kanala reke, potoka ili drugog vodotoka meri se njegovom sinusoidnošću. Sinuoznost vodotoka je odnos dužine kanala i pravolinijskog rastojanja niz dolinu. Potoci ili reke sa jednim kanalom i sinuoznostima od 1,5 ili više se definišu kao vijugavi potoci ili reke.[1][3]

Odsečeni meandri uredi

Oni postaju probijanjem vrata aktivnih meandara tako da luk meandra ostaje van hidrografske funkcije. Locirani su u aluvijalnim ravnima ravničarskih reka. Odsečeni luk meandra može biti suv ili ispunjen stajaćom vodom i barama. Suvi odsečeni luk meandra naziva se starača a onaj ispunjen vodom mrtvaja. Oni su veoma česti oblici oko Save, Drine, Dunava, Tise, Tamiša, Morave itd. Izrazit primer Starače je Ravnište u klisuri Velikog Timoka, severno od Zaječara. Negotin je smešten u starači čiji je luk dugačak 23 km, a širina suvog korita 1-1,2 km. Ova starača predstavlja odsečeni meandar Dunava oko Kobišničkog platoa u Negotinskoj krajini. Do presecanja vrata meandra došlo je pre oko 10000 godina, tj. početkom holocena. Izrazit primer mrtvaje je Obedska bara, čija je dužina 13,5 km.

Meandri mogu biti odsečeni i pri stvaranju viših rečnih terasa. To je slučaj sa odsečenim uklještenim meandrima u dolinama usečenim u otpornim stenama. U dolinama Crnog i Velikog Timoka ima brojnih primera takvih odsečenih uklještenih meandara. Oni su morfološki potpuno očuvani, a zapažaju se na 40, 60 i 70-75 m iznad današnjeg rečnog korita. Najpoznatiji meandar ovog tipa je već pomenuto Ravnište čije je prosecanje izvršeno u pleistocenu. [4]

Poreklo pojma uredi

Termin potiče od krivudave reke Meandar koja se nalazi u Maloj Aziji i koju su stari Grci poznavali kao Μαίανδρος Maiandros (latinski: Maeander),[5][6] koju karakteriše veoma zakrivljena staza duž donjeg toka. Kao rezultat toga, čak i u klasičnoj Grčkoj (i u kasnijoj grčkoj misli) ime reke je postalo zajednička imenica koja znači sve zamršeno i krivudavo, poput ukrasnih šara ili govora i ideja, kao i geomorfološke karakteristike.[7] Strabon je rekao: „...njegov tok je toliko krivudav da se sve krivudavo naziva meandar.“[8]

Reka Meandar je južno od Izmira, istočno od starogrčkog grada Mileta, sadašnjeg Mileta, Turska. Protiče kroz niz od tri grabena u masivu Menderes, ali ima plavnu ravnicu mnogo širu od zone meandra u svom donjem toku. Njegovo moderno tursko ime je reka Bujuk Menderes.[9]

Vladajuća fizika uredi

 
Pravi kanal koji kulminira u jednoj krivini

Meandri su rezultat interakcije vode koja teče kroz zakrivljeni kanal sa koritom reke ispod. Ovo proizvodi helikoidni tok, u kome se voda kreće od spoljašnje ka unutrašnjoj obali duž korita reke, a zatim se vraća na spoljnu obalu blizu površine reke. Ovo zauzvrat povećava nosivost sedimenata na spoljnoj obali i smanjuje je na unutrašnjoj obali, tako da se sedimenti erodiraju sa spoljne obale i ponovo talože na unutrašnjoj obali sledećeg nizvodnog meandra.[10]

Kada se tečnost unese u prvobitno ravan kanal koji se zatim savija, bočni zidovi izazivaju gradijent pritiska koji uzrokuje da tečnost promeni kurs i prati krivinu. Odavde se javljaju dva suprotna procesa: (1) irotacioni tok i (2) sekundarni tok. Da bi reka vijugala, sekundarni tok mora da dominira.

Irotacioni tok: Iz Bernulijevih jednačina, visoki pritisak rezultira malom brzinom. Stoga, u odsustvu sekundarnog toka, očekivali bismo nisku brzinu fluida na spoljašnjoj krivini i veliku brzinu fluida na unutrašnjoj krivini. Ovaj klasični rezultat mehanike fluida je nerotacioni vrtložni tok. U kontekstu vijugavih reka, njegovim efektima dominiraju oni sekundarnog toka.

Sekundarni tok: Postoji ravnoteža sila između sila pritiska koje su usmerene na unutrašnju krivinu reke i centrifugalnih sila usmerenih na spoljnu krivinu reke. U kontekstu vijugavih reka, granični sloj postoji unutar tankog sloja tečnosti koji je u interakciji sa rečnim koritom. Unutar tog sloja i prateći standardnu teoriju graničnog sloja, brzina tečnosti je efektivno nula. Centrifugalna sila, koja zavisi od brzine, takođe je efektivno nula. Međutim, granični sloj ne utiče na silu pritiska. Stoga, unutar graničnog sloja dominira sila pritiska i tečnost se kreće duž dna reke od spoljašnje krivine do unutrašnje krivine. Ovo inicira helikoidni tok: duž korita reke, tečnost otprilike prati krivinu kanala, ali je takođe potisnuta ka unutrašnjoj krivini; daleko od rečnog korita, tečnost takođe grubo prati krivinu kanala, ali se, u izvesnoj meri, potiskuje od unutrašnje ka spoljašnjoj krivini.

Veće brzine na spoljašnjoj krivini dovode do većih smičnih napona i stoga dovode do erozije. Slično, niže brzine na unutrašnjoj krivini uzrokuju manji napon smicanja i dolazi do taloženja. Tako krivine meandara erodiraju na spoljnoj krivini, uzrokujući da reka postaje sve vijugava (sve dok se ne pojave presečni događaji). Taloženje na unutrašnjoj krivini se dešava tako da za većinu prirodnih vijugavih reka, širina reke ostaje skoro konstantna, čak i dok reka evoluira.[11]

U govoru pred Pruskom akademijom nauka 1926. godine, Albert Ajnštajn je sugerisao da, pošto Koriolisova sila Zemlje može da izazove malu neravnotežu u distribuciji brzina, tako da je brzina na jednoj obali veća nego na drugoj, što može da izazove eroziju na jednoj obali i taloženje sedimenta na drugoj koje stvara meandre.[12] Međutim, Koriolisove sile su verovatno beznačajne u poređenju sa drugim silama koje deluju na stvaranju rečnih meandara.[13]

Geometrija meandra uredi

 
Meandar kanjona Uvca, Srbija
 
Meandri na reci Klajd, Škotska

Tehnički opis meandarskog vodotoka naziva se geometrija meandra ili geometrija planske forme meandra.[14] To se karakteriše se kao nepravilan talasni oblik. Idealni talasni oblici, kao što je sinusni talas, su debljine linije, ali u slučaju toka širina se mora uzeti u obzir. Širina obale je rastojanje preko korita na prosečnom poprečnom preseku na nivou punog toka, obično procenjeno linijom najniže vegetacije.

Formiranje uredi

Kada kanal počne da prati sinusoidnu putanju, amplituda i konkavnost petlji se dramatično povećavaju. Ovo je zbog efekta spiralnog toka koji gura gusti erodirani materijal prema unutrašnjoj strani krivine i ostavlja spoljašnju stranu krivine nezaštićenom i podložnom ubrzanoj eroziji. Ovo uspostavlja pozitivnu povratnu spregu. Rečima Elizabet A. Vud:[15]

‘... čini se da je ovaj proces pravljenja meandara samointenzivirajući proces... u kojem veća zakrivljenost rezultira većom erozijom obale, što rezultira većom zakrivljenošću...’

Unakrsna struja duž dna kanala je deo sekundarnog toka i gura gusti erodirani materijal ka unutrašnjoj strani krivine.[16] Unakrsna struja se tada podiže na površinu blizu unutrašnjosti i teče ka spolja, formirajući spiralni tok. Što je veća zakrivljenost krivine i što je tok brži, to je poprečna struja i zamah jači.[17]

Zbog očuvanja ugaonog momenta brzina na unutrašnjoj strani krivine je veća nego na spoljašnjoj.[18]

Pošto je brzina protoka smanjena, smanjuje se i centrifugalni pritisak. Preovlađuje pritisak super-uzdignute kolone, razvijajući neuravnotežen gradijent koji pomera vodu nazad preko dna spolja ka unutra. Tok se dovodi do protivtoka preko površine iznutra ka spolja.[19] Cela ova situacija je veoma slična paradoksu čajnog lista.[20] Ovaj sekundarni tok prenosi sediment sa spoljašnje strane krivine ka unutrašnjoj, čineći reku vijugavom.[21]

Vidi još uredi

Reference uredi

  1. ^ a b v Neuendorf, K.K.E., J.P. Mehl Jr., and J.A. Jackson, J.A., eds. (2005) Glossary of Geology (5th ed.). Alexandria, Virginia, American Geological Institute. 779 pp. ISBN 0-922152-76-4
  2. ^ a b Charlton, R., 2007. Fundamentals of fluvial geomorphology. Routledge, New York, New York. 234 pp. ISBN 0-415-33453-5
  3. ^ Leopold, L.B., Wolman, M.G., Wolman, M.G. and Wolman, M.G., 1957. River Channel Patterns: Braided, Meandering, and Straight. United States Geological Survey Professional Paper no. 282B, US Government Printing Office, Washington DC., 47 pp.
  4. ^ Petrović D., Manojlović P., (2003): Geomorfologija, Geografski fakultet, Univerzitet u Beogradu, Beograd.
  5. ^ „Meander”. Merriam-Webster. Pristupljeno 12. 7. 2012. 
  6. ^ Leong, Goh Cheng (1995-10-27). Certificate Physics And Human Geography; Indian Edition (na jeziku: engleski). Oxford University Press. str. 41—42. ISBN 978-0-19-562816-6. 
  7. ^ „Meander”. Online Etymology Dictionary. Pristupljeno 12. 7. 2012. 
  8. ^ Strabo, Geography, Book 12 Chapter 8 Section 15.
  9. ^ Gürbüz, Alper; Kazancı, Nizamettin (2019). „The Büyük Menderes River: Origin of Meandering Phenomenon”. Landscapes and Landforms of Turkey. World Geomorphological Landscapes: 509—519. ISBN 978-3-030-03513-6. S2CID 134826361. doi:10.1007/978-3-030-03515-0_29. 
  10. ^ Callander, R A (januar 1978). „River Meandering”. Annual Review of Fluid Mechanics. 10 (1): 129—158. Bibcode:1978AnRFM..10..129C. doi:10.1146/annurev.fl.10.010178.001021. 
  11. ^ Weiss, Samantha Freeman. (April 2016). Meandering River Dynamics (Doctoral dissertation). Retrieved from Ideals. https://www.ideals.illinois.edu/bitstream/handle/2142/92706/WEISS-DISSERTATION-2016.pdf?sequence=1&isAllowed=y Arhivirano na sajtu Wayback Machine (24. decembar 2016)
  12. ^ „Albert Einstein, river meandering, Hans Einstein, sediment transport, Victor Miguel Ponce”. Arhivirano iz originala 2017-11-19. g. 
  13. ^ Martínez, Alberto A. (mart 2014). „The questionable inventions of the clever Dr. Einstein: József Illy: The practical Einstein: Experiments, patents, inventions. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2012, xiv+202pp, $60.00 HB”. Metascience. 23 (1): 49—55. S2CID 169290222. doi:10.1007/s11016-013-9819-x. 
  14. ^ The technical definitions of this section rely heavily on Julien, Pierre Y. (2002). River Mechanics . Cambridge University press. str. 179–184. ISBN 0-521-52970-0.  In addition concepts are utilized from Graf, Walter (1984). Hydraulics of Sediment Transport. Water Resources Publications. str. 261—265. ISBN 0-918334-56-X. 
  15. ^ Wood, Elizabeth A. (1975). Science from Your Airplane Window: 2nd Revised Edition . New York: Courier Dover Publications. str. 45. ISBN 0-486-23205-0. 
  16. ^ Hickin 2003, str. 432. “One of the important consequences of helical flow in meanders is that sediment eroded from the outside of a meander bend tends to move to the inner bank or point bar of the next downstream bend.”
  17. ^ Hickin 2003, str. 434.
  18. ^ Hickin 2003, str. 432. "In the absence of secondary flow, bend flow seeks to conserve angular momentum so that it tends to conform to that of a free vortex with high velocity at the smaller radius of the inner bank and lower velocity at the outer bank where radial acceleration is lower."
  19. ^ Hickin 2003, str. 432. "Near the bed, where velocity and thus the centrifugal effects are lowest, the balance of forces is dominated by the inward hydraulic gradient of the super-elevated water surface and secondary flow moves toward the inner bank."
  20. ^ Bowker, Kent A. (1988). „Albert Einstein and Meandering Rivers”. Earth Science History. 1 (1). Pristupljeno 2016-07-01. 
  21. ^ Callander, R.A. (1978). „River Meandering”. Annual Review of Fluid Mechanics. 10: 129—58. Bibcode:1978AnRFM..10..129C. doi:10.1146/annurev.fl.10.010178.001021. 

Literatura uredi

Spoljašnje veze uredi

 
Meandar na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Меандар&oldid=27555856”