Learn

ชนิดและภูมิลักษณ์ของธารน้ำ

การเกิดธารน้ำเริ่มต้นจากเมื่อมีฝนตกลงมา ในช่วงแรกน้ำจะซึมผ่านลงไปในชั้นดินด้านล่าง ซึ่งต่อมาเมื่อดินอิ่มน้ำ น้ำจะเริ่มสะสมตัวบนผิวดิน ไหลลงที่ต่ำในลักษณะแผ่นน้ำแผ่ซ่าน และน้ำจะกัดเซาะพื้นดินอย่างช้าๆ เป็นร่องน้ำขนาดเล็กและใหญ่ขึ้นตามลำดับ ซึ่งโดยธรรมชาติน้ำและเศษตะกอนที่อยู่ในธารน้ำนั้นไหลผ่านสภาพแวดล้อมต่างๆ ทำให้เกิดธารน้ำที่มีลักษณะแตกต่างกัน 3 รูปแบบ คือ 1) ธารน้ำตรง (straight stream) 2) ธารน้ำประสานสาย (braided stream) และ 3) ธารน้ำโค้งตวัด (meandering stream)

1) ธารน้ำตรง

ธารน้ำตรง (straight stream) เป็นธารน้ำที่เกิดบริเวณหุบเขาบริเวณต้นน้ำ ซึ่งโดยส่วนใหญ่จะเป็นพื้นที่สูง และโดยธรรมชาติของธารน้ำที่จะปรับระดับของท้องน้ำให้มีระดับใกล้เคียงกับ ระดับน้ำอ้างอิง (base level) ที่ระบบธารน้ำนั้นสิ้นสุดหรือไหลออก ซึ่งส่วนใหญ่ระดับน้ำอ้างอิงมักจะเทียบได้กับ ระดับน้ำทะเลปานกลาง (mean sea level) ดังนั้นกระบวนการกรัดกร่อนในบริเวณต้นน้ำจะเป็น การกัดกร่อนในแนวดิ่ง (downcutting) เป็นหลัก ทำให้ธารน้ำบริเวณต้นน้ำนั้นโดยส่วนใหญ่จะไหลข้อนข้างตรง และร่องน้ำมีลักษณะเป็น หุบเหวลึก (canyon)

รูปแบบการกัดกร่อนในแนวดิ่งและลักษณะหุบเหวลึกที่เกิดจากการกัดกร่อน
(ซ้าย) หุบเหวลึก (ขวา) ร่องน้ำรูปตัววี

เพราะขอบด้านบนของหุบเหวลึกไม่ค่อยเสถียร ต่อมาจึงมีการผุพังและปรับสภาพด้านข้างของหุบเหวลึก ร่องน้ำจะพัฒนาไปเป็นธารน้ำที่มีภาพตัดขวางคล้ายกับตัว V ในภาษาอังกฤษ บางครั้งจึงเรียกร่องน้ำลักษณะนี้ว่า ร่องน้ำรูปตัววี (V-shape channel) และบางพื้นที่ยังสามารถพบน้ำตกและแก่งหินอยู่ตามธารน้ำตรงด้วย ซึ่งทั้งน้ำตกและแก่งหินนั้นเกิดจากการกัดเซาะท้องน้ำในบริเวณที่มีหินแข็งไม่เท่ากัน ในส่วนของความเร็วน้ำในธารน้ำตรงนั้น น้ำจะมีความเร็วในการไหลไม่เท่ากันในแต่ละพื้นที่ตามภาพตัดขวางของธารน้ำ โดยมีความเร็วสูงที่สุดตรงกลางของธารน้ำ

หากต้องเดินทางโดยเรือไปตามธารน้ำ ควรให้เรืออยู่กลางน้ำเพื่อให้การไหลของน้ำเสริมให้เรือแล่นเร็วขึ้น แต่หากเดินทางทวนกระแสน้ำควรอยู่ใกล้ตลิ่ง เพื่อลดแรงต้านทานที่เกิดจาการไหลของน้ำ

2) ธารน้ำประสานสาย

ธารน้ำประสานสาย (braided stream) เกิดขึ้นเมื่อธารน้ำตรงไหลออกมาจากร่องเขาสู่พื้นที่ราบ ทำให้ธารน้ำไม่มีร่องน้ำคอยควบคุมทิศทางการไหล ความเร็วของกระแสน้ำลดลงอย่างรวดเร็ว ทำให้ตะกอนจำนวนมากตกทับทบบริเวณนี้ เกิดเป็นธารน้ำแตกแขนงไหลลงตามความลาดเอียงของพื้นที่คล้ายกับผมเปีย

(บน) ธารน้ำประสานสายช่วงต้นทาง เกิดบริเวณเนินตะกอนรูปพัดที่ธารน้ำเพิ่งไหลออกมาจากร่องเขา ภูมิลักษณ์ (ล่าง) ภาพมุมสูงธารน้ำประสานสายที่ต่อมาจากร่องเขาและเนินตะกอนรูปพัด (ขวา) ธารน้ำประสานสายระยะใกล้

3) ธารน้ำโค้งตวัด

ธารน้ำโค้งตวัด (meandering stream) เป็นรูปแบบธารน้ำที่เกิดขึ้นบริเวณปลายน้ำ มักจะพัฒนาต่อมาจากธารน้ำประสานสาย มีความชันของธารน้ำต่ำมากและระดับท้องน้ำใกล้เดียงกับระดับอ้างอิง (ระดับน้ำทะเลปานกลาง) สืบเนื่องจากธารน้ำชนิดนี้จึงมีการกัดกร่อนในแนวราบ มากกว่ากัดกร่อนแนวดิ่ง และเนื่องจากธารน้ำมีการไหลแบบโค้งตวัด ดังนั้นความเร็วของน้ำสูงที่สุดจะอยู่ที่โค้งนอกของธารน้ำและส่วนโค้งในจะมีความเร็วต่ำที่สุด เหมือนกับการขับรถบนถนนโค้ง

ภาพตัดขวางของธารน้ำแสดงความเร็วของธารน้ำตรง และธารน้ำโค้งตวัด
วิวัฒนาการกตรวจวัดแกว่งของธารน้ำโค้งตวัด

ผลจากความเร็วของน้ำที่แตกต่างกันในแต่ละพื้นที่ ทำให้บริเวณโค้งนอกถูกกัดกร่อนได้ง่ายจนทำให้เกิดเป็น ตลิ่งชัน (cut bank) ในขณะที่โค้งในของธารน้ำซึ่งมีความเร็วการไหลของน้ำที่ต่ำ จะเป็นแหล่งสะสมตัวของตะกอนพอกอยู่ริมตลิ่ง เรียกว่า เนินทรายริมตลิ่ง (point bar) ซึ่งเมื่อมีการกัดกร่อนและการสะสมตัวไปอย่างต่อเนื่อง ธารน้ำจะโค้งตวัดเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งเกิดการตัดธารน้ำ โดยจะแยกธารน้ำโค้งตวัดเดิมออกจากธารน้ำหลัก เกิดเป็นทะเลสาบรูปร่างคล้ายกับแอกเทียมวัว เรียกว่า ทะเลสาบรูปแอก (oxbow lake)

(ซ้าย) ธารน้ำโค้งตวัด (บน) ตลิ่งชัน (ซ้าย) เนินทรายริมตลิ่ง
การเกิดทะเลสาบรูปแอก

ผลจากการกตรวจวัดแกว่งของธารน้ำโค้งตวัด หินแข็งที่เคยอยู่ริมธารน้ำจะถูกกัดกร่อนและเกิดการทับถมตะกอนซ้ำแล้วซ้ำเล่าไปทั่วทุกพื้นที่ซึ่งธารน้ำเคยตวัดไปถึง ทำให้เกิดลักษณะภูมิประเทศเป็นที่ราบครอบคลุมพื้นที่กว้างขนาบไปตามธารน้ำเรียกว่า ที่ราบน้ำท่วมถึง (flood plain) ซึ่งหากมองในภาพตัดขวางของร่องน้ำ จะพบว่าร่องน้ำบริเวณปลายน้ำอย่างร่องน้ำโค้งตวัดนี้จะมีความกว้างโดดเด่นกว่าความลึก ซึ่งเป็นผลมาจากการกตรวจวัดแก่งของธารน้ำ ทำให้ร่องน้ำนั้นมีรูปร่างคล้ายกับตัว U ในภาษาอังกฤษ บางครั้งจึงเรียกว่า ร่องน้ำรูปตัวยู (U-shape channel)

กระบวนการเกิดที่ราบน้ำท่วมถึง และตะพักธารน้ำ

ในฤดูน้ำหลากของทุกปี ปริมาณน้ำจะไหลหลากมามากเกินกว่าที่ร่องน้ำโค้งตวัดจะรับได้ ทำให้น้ำเอ่อล้นริมตลิ่งและท่วมบริเวณที่ราบน้ำท่วมถึงดังกล่าว ซึ่งกลไกของการท่วมเริ่มจากน้ำที่เคยไหลในร่องน้ำด้วยความเร็วระดับหนึ่ง เมื่อเริ่มที่จะเอ่อล้นออกจากร่องน้ำ น้ำจะลดความเร็วลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากพื้นที่การไหลของน้ำมีมากขึ้นในที่ราบน้ำท่วมถึง ผลจากการลดความเร็วการไหลของน้ำ ตะกอนที่ถูกพัดพามาตามธารน้ำจะตกลงทับถมทันทีตามขอบของร่องน้ำ เกิดเนินทรายคล้ายกับคันดินขนาบไปตามร่องน้ำ เรียกว่า คันดินธรรมชาติ (natural levee)

กระบวนการเกิดคัดดินธรรมชาติ

คันดินธรรมชาติ (natural levee) โดยส่วนใหญ่มีต้นไม้หนาแน่น เนื่องจากเป็นแหล่งสะสมตัวของดินอุดมสมบูรณ์และชุ่มชื้นใกล้น้ำ

บางครั้งพื้นที่บริเวณล้ำน้ำโค้งตวัดอาจมีการเปลี่ยนระดับพื้นดินจากกระบวนการธรณีแปรสัณฐาน ทำให้เกิดการยกตัวของแผ่นดินเป็นบริเวณกว้าง หรือในช่วงยุคน้ำแข็งของโลก ทำให้ระดับน้ำทะเลปานกลางลดต่ำลง ทำให้ระดับท้องน้ำของธารน้ำโค้งตวัดอยู่สูงกว่าระดับน้ำทะเลปานกลาง ดังนั้นน้ำจึงเปลี่ยนพฤติกรรมมากัดกร่อนในแนวดิ่งคล้ายกับการกัดกร่อนต้นน้ำบนภูเขา จนทำให้ธารน้ำโค้งตวัดนั้นลึกลง เรียกว่า ธารน้ำโค้งตวัดร่องลึก (incised meandering stream) จากนั้นเมื่อระดับท้องน้ำใกล้เคียงกับระดับน้ำทะปานกลาง น้ำจะกลับมากตรวจวัดแกว่งและกัดกร่อนในแนวราบอีกครั้ง ซึ่งผลจากกระบวนการปรับระดับของพื้นที่และพฤติกรรมการกัดกร่อนของน้ำนี้ ทำให้เกิดลักษณะภูมิประเทศเป็นตะพัก เรียกว่า ตะพักธารน้ำ (terrace)

ธารน้ำโค้งตวัดร่องลึก
ตะพักธารน้ำ
Share: