نحت النهر

يُعرف التعرية النهرية بأنها التآكل الضيق الناتج عن نهر أو مجرى مائي بعيدًا عن مستواه الأساسي . وتكثر هذه الظاهرة بعد الارتفاع التكتوني للتضاريس. ويؤدي التعرية بفعل عدة أنهار إلى تضاريس متقطعة، كالهضاب المتقطعة على سبيل المثال . التعرية النهرية هي عملية طبيعية يقوم فيها النهر بنحت مجراه نزولًا، مما يزيد من عمق القناة النشطة. ورغم أنها عملية طبيعية، إلا أنها قد تتسارع بفعل عوامل بشرية، منها تغيرات استخدام الأراضي كقطع الأشجار والتعدين والزراعة وبناء الطرق والسدود. ويعتمد معدل التعرية على إجهاد القص القاعدي. ويزداد إجهاد القص بفعل عوامل مثل الرواسب في الماء، التي تزيد من كثافته. ^{[ 1 ]} إجهاد القص${\displaystyle t}$يتناسب طرديًا مع كتلة الماء والجاذبية وقوة القص السطحي للماء:

${\displaystyle t=\rho gD\sin {(WSS)}}$

حيث t هو إجهاد القص (نيوتن/م²)، وρ هي كثافة الماء المتدفق، وg هي تسارع الجاذبية الأرضية، وD هو متوسط ​​عمق الماء، وWSS هو ميل سطح الماء. وهذا يُشابه إجهاد القص القاعدي المُستخدم عادةً في علم الجليد. وتؤدي الزيادة في الميل أو العمق أو كثافة الماء إلى زيادة قدرة الماء على التسبب في التعرية. ^{[ 2 ]}

تضمنت عمليات قطع الأشجار التقليدية على الساحل الغربي للولايات المتحدة العديد من الممارسات التي زادت من تعمق الأنهار. فإزالة الأخشاب وما يرتبط بها من إنشاء الطرق يُسهّل جريان المياه السطحية، وبالتالي يزيد من التعرية وتراكم الرواسب في الجداول. ^{[ 3 ]} وتؤدي زيادة الرواسب إلى زيادة قوة جريان المياه، مما يزيد من قدرة النهر على إحداث تغييرات جيومورفولوجية في قاعه وضفافه. ^{[ 4 ]} ويؤدي ذلك إلى تجريف مواد القاع، مما يُعرّض قاع القناة الصخري للتعرية، وبالتالي يُسرّع من وتيرة تعمق القناة. ^{[ 5 ]} وتتكون مواد القاع المجروفة من رواسب دقيقة مثل الطمي والرمل والحصى. ويؤدي إزالة هذه الرواسب إلى إزالة موائل مائية مهمة لأنواع السلمونيات وغيرها من الكائنات المائية. ^{[ 6 ]} وفي العديد من المناطق الزراعية، تم تقويم مجاري الأنهار وبناء السدود عليها للسيطرة على الفيضانات ولزراعة المحاصيل في السهول الفيضية. ^{[ ٧ ]} عادةً، يُسمح للفيضانات بالانتشار عبر السهل الفيضي، مما يسمح بترسيب الرواسب وإبطاء سرعة المياه، وبالتالي تقليل قدرتها على التعرية. ^{[ ٨ ]} يؤدي تحويل مجرى النهر إلى تركيز تدفقات الفيضانات في القناة النشطة، مما يزيد من التعرية. إن نحت الأنهار بسبب الزراعة موثق جيدًا في جميع أنحاء المناطق الزراعية في العالم، مثل الوادي الأوسط في كاليفورنيا. ^{[ ٩ ]}

يُعدّ استخراج الحصى من مجرى النهر سببًا موثقًا جيدًا لتآكل قاع النهر. فالمواد المستقرة في قاع النهر تُخفف من التآكل، ^{[ 10 ]} وإزالة هذه الطبقة الواقية من الحصى والصخور وغيرها يُعرّض قاع النهر لقوة التآكل الناتجة عن الماء. "في نهر روسيان بالقرب من هيلدسبيرغ، كاليفورنيا، تسبب استخراج الحصى من الحفر في مجرى النهر خلال الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي في تآكل قاع النهر بما يزيد عن 3-6  أمتار على امتداد 11 كيلومترًا من النهر." ^{[ 5 ]}

تلعب التكتونيات دورًا هامًا في تشكيل المناظر الطبيعية والأنهار، ويتزامن الرفع التكتوني مع نحت الأنهار. فعلى مر الزمن الجيولوجي، ومع ارتفاع الجبال، تعمل المياه على نحت الأخاديد والقنوات العميقة، مُجزئةً بذلك سطح الأرض. وفي بعض الحالات، مثل جبال سييرا نيفادا في كاليفورنيا،  تبين أن عمق النحت قد وصل إلى كيلومتر واحد خلال الخمسة ملايين سنة الماضية. ^{[ 11 ]} يُعدّ التعرية النهرية أحد العوامل الرئيسية لتطور المناظر الطبيعية. فخارج المناطق الجليدية، تُسهم الأنهار في نحت التضاريس المرتفعة وتحويلها إلى شبكات وديان مُتشعبة، مُحدثةً التضاريس التي تُحرك عمليات النقل بفعل الجاذبية، مثل الانهيارات الأرضية. ^{[ 12 ]} وتخضع الأنهار والجداول التي تعبر الحدود التكتونية لتغيرات جيومورفولوجية هائلة. فعندما ترتفع منطقة ما في مسار النهر، يجب على النهر إما أن يُغير مساره، أو أن ينحت ببطء في المنطقة المرتفعة، مُشكلاً أخدودًا أو واديًا ضيقًا. ^{[ 13 ]}

• دويل، إم. شيلدز الابن، إف. 1998. اضطرابات منحنيات التدفق الناتجة عن تشكيل القنوات والحفر. وقائع المؤتمر الدولي لهندسة موارد المياه، 1/5/1998.
• فلورشيم، جيه إل؛ نيكولز، إيه إل؛ أوستين، إس ؛ لاي، إم. (2011). "تحديد وقياس التغيرات البيئية في أنظمة ضفاف القنوات في مستجمع مائي زراعي صغير في كاليفورنيا". ملخصات اجتماع الخريف للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي . 31 : B31K–06. رمز Bibcode : 2011AGUFM.B31K..06F .
• فريدريكسن، آر إل 1970. أوراق بحثية.. محطة تجارب الغابات والمراعي في شمال غرب المحيط الهادئ. 1970 رقم PNW-104، ص  15.
• هايلر، غودرون؛ هاين، توماس؛ شيمر، فريتز؛ بورنيت، غودرون (1995). "الترابط الهيدرولوجي ونبضات الفيضانات كجوانب مركزية لسلامة نظام النهر والسهل الفيضي". الأنهار المنظمة: البحث والإدارة . 11 ( 3-4 ): 351. doi : 10.1002/rrr.3450110309 .
• يانسن، ج. (2006)، حجم الفيضانات وتواترها والتحكم الليثولوجي في نحت الأنهار في الصخور الأساسية في التضاريس ما بعد التكوين الجبلي. علم شكل الأرض. المجلد 82، العددان 1-2، الصفحات 39-57.
• كوندولف، ج. (1997). نبذة: المياه المتعطشة: آثار السدود واستخراج الحصى على مجاري الأنهار. الإدارة البيئية، 21(4)، 533-551.
• كوندولف، جي إم؛ بيغاي، إتش؛ لاندون، إن. (2002). "استجابة القناة لزيادة ونقصان حمولة القاع نتيجة لتغير استخدام الأراضي: مقارنات بين مستجمعين مائيين". علم شكل الأرض . 45 ( 1-2 ): 35-51 . Bibcode : 2002Geomo..45...35K . doi : 10.1016/S0169-555X(01)00188-X .
• لاغو، ديمتري (2014). "نموذج نحت الأنهار بقوة التيار: الأدلة والنظرية وما وراءها". عمليات سطح الأرض وتضاريسها . 39 (1): 38-61 . Bibcode : 2014ESPL...39...38L . doi : 10.1002/esp.3462 . S2CID 51832216 . 
• لاغ، ديمتري؛ هوفيوس، نيلز؛ ديفي، فيليب (2005). "التصريف، وتغير التصريف، وملف تعريف قناة الصخور الأساسية" (ملف PDF) . مجلة البحوث الجيوفيزيائية: سطح الأرض . 110 (F4): غير متوفر. رمز Bibcode : 2005JGRF..110.4006L . doi : 10.1029/2004JF000259 .
• لافي، ج.؛ أفواك، ج. ب. (2001). "الحفر النهري والرفع التكتوني عبر جبال الهيمالايا في وسط نيبال" (ملف PDF) . مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الأرض الصلبة . 106 (B11): 26561-26591 . رمز Bibcode : 2001JGR...10626561L . doi : 10.1029/2001JB000359 .
• نيل، إدوارد ج.، 2009، نحت القناة وانخفاض منسوب المياه الجوفية على طول مجرى جليدي حديث التكوين، وادي ميندنهال، جنوب شرق ألاسكا، في هاوسلر، بي جيه، وغالاوي، جيه بي، دراسات هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية في ألاسكا، 2007: ورقة بحثية مهنية لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية 1760-E، 15
• شوم، إس.، دومونت، ج.، هولبروك، ج. التكتونيات النشطة والأنهار الفيضية. مطبعة جامعة كامبريدج، 21 فبراير 2002.
• تاكر، جي إي؛ ويبل، كي إكس (2002). "النتائج الطبوغرافية المتوقعة من نماذج تآكل الأنهار: تحليل الحساسية والمقارنة بين النماذج" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الأرض الصلبة . 107 (B9): ETG 1–1. Bibcode : 2002JGRB..107.2179T . doi : 10.1029/2001JB000162 . S2CID 43302982 . 
• واكاباياشي، جون؛ سوير، توماس ل. (2001). "نحت المجاري المائية، والتكتونيات، والرفع، وتطور تضاريس سييرا نيفادا، كاليفورنيا". مجلة الجيولوجيا . 109 (5): 539. Bibcode : 2001JG....109..539W . doi : 10.1086/321962 . S2CID 34891296 . 
• يانغ، سي تي، وستال، جيه بي (1974). قدرة التيار الوحدوية لنقل الرواسب في الأنهار الطبيعية. هيئة مسح المياه بولاية إلينوي. أوربانا، إلينوي. UILU-WRC-74-0088.