System rzeczny (fluwialny)

Małgorzata Mazurek, Zbigniew Zwoliński
Instytut Badań Czwartorzedu, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Poznań

Dorzecza różnicują się wielkością, złożonością i położeniem geograficznym. Te trzy cechy decydują o ich wewnętrznej strukturze oraz o stylu ich funkcjonowania i ewolucji. Wszystkie elementy, obiekty i procesy występujące w dorzeczu oraz współzależności zachodzące między nimi tworzą system rzeczny, w którym odbywa się nieustanny obieg energii i materii. Głównymi czynnikami regulującymi funkcjonowanie systemu rzecznego są charakterystyki przepływu wody, geometrii koryta rzecznego oraz dostawy materii do cieków.

Poznanie systemu przyrodniczego polega zazwyczaj na skonstruowaniu dla niego modelu, który jest uproszczoną, wyidealizowaną reprezentacją otaczającego nas świata rzeczywistego. Dla systemu rzecznego amerykański fluwialista Stanley A. Schumm (1977) zaproponował uniwersalny model, który może być przystosowany do każdego dorzecza tak dla stałej sieci rzecznej, jak i dla okresowej sieci rzecznej. Podstawowym założeniem tego modelu jest podział systemu rzecznego, a więc dorzecza, na trzy zróżnicowane funkcjonalnie strefy (podsystemy):

  1. strefę produkcji obejmującą powierzchnie stokowe od linii wododziałowej do koryta rzecznego, które zasilają rzeki w energię i materię,
  2. strefę transferu ograniczoną brzegami koryta rzecznego, w którym następuje przemieszczanie energii i materii,
  3. strefę depozycji rozpościerającą się na przedpolu ujścia rzeki w postaci stożka napływowego lub delty, w obrębie których dokonuje się odkładanie, akumulowanie materii rzecznej.

Pierwsza z wymienionych stref dostarcza do sieci koryt rzecznych materię w postaci wód podziemnych i powierzchniowych, a z nimi związki rozpuszczalne oraz stałe cząstki mineralne i organiczne. Zazwyczaj kojarzona jest ona z szeroko pojmowanymi obszarami (zlewniami) źródłowymi cieków. Stąd jest to strefa ciągłej ewolucji i najszybszego rozrostu systemu rzecznego. Dominują w niej przemiennie występujące okresy odpływu wody i okresy posuszne oraz procesy degradacyjne (wietrzenie, denudacja, erozja) w obrębie środowiska (systemu) stokowego, a zatem następuje produkcja i przygotowywanie materii do późniejszego, dalszego transportu rzecznego. Natomiast procesy retencyjne i akumulacyjne mogą mieć jedynie charakter chwilowy, choć niekiedy liczony nawet w dziesiątkach i więcej lat.

Druga strefa systemu rzecznego pełni rolę tranzytową, w której koryta rzeczne są głównymi drogami transportu energii i materii w obrębie dorzecza. Przy stabilnym, dobrze wykształconym korycie rzecznym dostawa wody i materiału transportowanego jest równa ich odprowadzaniu ze zlewni. Ta szczególna równowaga jest dobrze widoczna dla transportowanych związków rozpuszczonych w wodzie. Strefa systemu korytowego jest wrażliwa na zdarzenia występujące w systemie stokowym.

W strefie trzeciej, kojarzonej z ujściami rzek, dominującą rolę pełnią procesy akumulacji wynoszonej materii z obszaru dorzecza, a więc z systemu stokowego i korytowego. Płynący z wodą materiał rzeczny jest odkładany w postaci stożków aluwialnych, równin aluwialnych lub delt. Każdy z tych zespołów form jest silnie uzależniony od wielkości i częstotliwości przepływu wody i ładunku materiału rzecznego. Strefa ta występuje pod względem przestrzennym albo w zbiornikach wodnych (jeziorach, morzach, oceanach) albo w korytach rzecznych wyższego rzędu taksonomicznego (głównej rzece).

Każda z wymienionych stref może być zdefiniowana jako system lub podsystem i rozpatrywana jako system otwarty. Mniejsze zlewnie rzeczne są częścią większych dorzeczy. Pojedyncza zlewnia rzeczna stanowi podsystem w całym systemie rzecznym dorzecza. Na rycinie są przedstawione trzy następujące po sobie a zarazem sąsiadujące zlewnie rzeczne: mała, średnia i duża, tworzące ciąg hierarchiczny jednostek przestrzennych coraz wyższego rzędu taksonomicznego (por. prawa Hortona). Taki układ zlewni rzecznych oraz następstwo stref systemu rzecznego determinuje system rzeczny jako system kaskadowy. System kaskadowy to łańcuch subsystemów, z których każdy ma własny wymiar przestrzenny i które są dynamicznie powiązane z sobą i uzależnione od przepływającej energii i materii (R.J.Chorley, B.A.Kennedy 1971). Subsystemami są strefy funkcjonalne systemu, zlewnie lub koryta rzeczne, a przepływającą materią jest woda i materiał rzeczny, będące nośnikami energii. Koncepcja systemu kaskadowego w zastosowaniu do systemu rzecznego nawiązuje do wcześniejszych poglądów J.H.Mackina (1948), według którego dorzecze wzdłuż profilu podłużnego rzeki charakteryzowane jest przez zmienność cech koryta rzecznego z jednego odcinka na następny odcinek. Rozwijając tę myśl A.D.Knighton (1984) stwierdza, że system rzeczny cechuje się wzrostem organizacji i koncentracji przepływu wody i materiału rzecznego. Rozproszona przestrzennie i pochodząca z wielu źródeł dostawa wody i materiału - strefa produkcji systemu rzecznego - podlega coraz to lepszej organizacji i większej koncentracji podczas transportu na powierzchniach stokowych i w korytach rzecznych wyższego rzędu taksonomicznego - strefa transferu systemu rzecznego - dając w efekcie jeden skoncentrowany odpływ wody i materiału rzecznego z dorzecza do basenu sedymentacyjnego - strefa depozycji systemu rzecznego - w którym energia rzeki osiąga minimum a materia ulega rozproszeniu przestrzennemu.


Literatura

Chorley, R.J., Kennedy B.A., 1971. Physical geography, A systems approach. Prentice-Hall, London.
Knighton, A.D., 1984. Fluvial forms and processes. Edward Arnold, London.
Mackin, J.H., 1948. Concept of the graded river. Geol. Soc. Am. Bull., 59: 463-512.
Project ESPROMUD, 1996. Fluvial model. [Online] http://cchp3.unican.es/ESPROMUD/espromud54.html
Schumm, S.A., 1977. The fluvial system. John Wiley & Sons, New York.

1998.02.28
Cytowanie: Mazurek, M., Zwoliński, Zb., 1998. System rzeczny (fluwialny). [Online] http://hum.amu.edu.pl/~sgp/gw/sf/sf.html, Instytut Badań Czwartorzędu UAM, Poznań, [rrrr.dd.mm - data odwiedzenia strony]