Η κίνηση του νερού ενός ποταμού ή ρυακιού, από το ανάντι στο κατάντι, οφείλεται στη βαρύτητα. Η ταχύτητά του αυξομειώνεται ανάλογα με την κλίση του εδάφους και το σχήμα της κοίτης, και ελαττώνεται εξ αιτίας των τριβών. Η ταχύτητα ενός υδάτινου ρεύματος δεν είναι σταθερή στο σύνολο του ποταμού. Είναι μεγαλύτερη στην περιοχή του πιο μεγάλου βάθους της κοίτης του και μικρότερη κοντά στις όχθες. Είναι μέγιστη λίγο πιο κάτω από την επιφάνεια του νερού (στην επιφάνεια μειώνεται λόγω των τριβών με τον αέρα) και ελαττώνεται στη συνέχεια με το βάθος, κατ’ αρχήν σταδιακά, ενώ κατόπιν χαρακτηριστικά απότομα στα τελευταία χιλιοστά πάνω από τον πυθμένα, έως ότου σχεδόν μηδενίζεται λόγω των τριβών μεταξύ του νερού και του υποστρώματος (Gordon, MacMahon & Finlayson, 1992).
Η γεωλογική τομή που εξασφαλίζει τη μέγιστη ταχύτητα σ’ ένα ποτάμι είναι η ημικυκλική. Έτσι, σε όμοιες συνθήκες και για την ίδια περιοχή, ένα φαρδύ, αβαθές ποτάμι θα είναι λιγότερο γρήγορο από ένα ποτάμι που σχηματίζει ημικύκλιο.
Πολλαπλασιάζοντας την κάθετη (ως προς τη ροή) διατομή ενός ποταμού σ’ ένα σημείο του, με τη μέση ταχύτητά του στο σημείο αυτό, βρίσκουμε τον όγκο του νερού που περνά στη μονάδα του χρόνου από τη συγκεκριμένη επιφάνεια τομής του ποταμού. Αυτό ονομάζεται παροχή: Παροχή = Εμβαδόν διατομής x Μέση Ταχύτητα
Η συνεχής καταγραφή της παροχής μέσα στο χρόνο αποτελεί το υδρογράφημα του ποταμού και καθορίζει εάν έχουμε απλώς πλημμυρικά φαινόμενα ή συνεχή παροχή μέσα στο χρόνο. Ένα υδρογράφημα αλλάζει αναλόγως και του μεγέθους του ποταμού στον οποίο αναφέρεται, της κατανομής των βροχοπτώσεων – χιονοπτώσεων, της μορφολογίας και τοπογραφίας της λεκάνης απορροής, των χαρακτηριστικών του εδάφους, της φυτοκάλυψης κλπ.
Οι ποταμοί που έχουν νερό συνεχώς, ακόμη και κατά τη διάρκεια εποχών με ελάχιστες βροχοπτώσεις, ονομάζονται μόνιμοι. Στην αντίθετη περίπτωση ονομάζονται εποχιακοί ποταμοί ή χείμαρροι (Allan, 1991).
Η μείωση των βροχοπτώσεων κατά την περίοδο 1984-90 είχε ως αποτέλεσμα αντίστοιχη μείωση των ποτάμιων απορροών. Αλλά και στο διάστημα της τελευταίας δεκαπενταετίας, για την οποία υπάρχουν δεδομένα (Υπ. Γεωργίας), η παροχή των ελληνικών ποταμών παρουσιάζει τάση ελάττωσης (Σκουληκίδης, 1996). Η κύρια αιτία για τη μείωση των ποτάμιων απορροών της χώρας είναι η εντατική χρήση των υδατικών αποθεμάτων στην άρδευση. Επιπλέον, κλιματικές αλλαγές, που οφείλονται σε φυσιολογικές διακυμάνσεις, αλλά και που πιθανά ενισχύονται από το φαινόμενο θερμοκηπίου, επηρεάζουν τις επιφανειακές απορροές. Αναφέρουμε συγκεκριμένα την αύξηση της μέσης θερμοκρασίας και εξατμισοδιαπνοής στην Ευρώπη κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του ‘80 και στις αρχές της δεκαετίας του ‘90 (Shuurmans, 1994), που εκφράσθηκε με την έντονη ξηρασία στις αρχές της δεκαετίας του ‘90. Άλλη αιτία μείωσης των απορροών που αφορά τα διασυνοριακά ποτάμια είναι η κατακράτηση μεγάλων ποσοτήτων νερού στις γειτονικές χώρες.
Η λειτουργία αρδευτικών και υδροηλεκτρικών φραγμάτων που παρεμβάλλονται σε πολλούς ποταμούς της χώρας, είναι μια άλλη αιτία που προκαλεί μεταβολές στην παροχή των ποταμών, κατάντι των φραγμάτων αυτών, διαταράσσοντας τις φυσικές εποχιακές διακυμάνσεις. Τα αρδευτικά φράγματα και κανάλια λειτουργούν κατά τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου (κύρια μεταξύ Μαΐου-Οκτωβρίου), με αποτέλεσμα τα ποτάμια κατάντι των φραγμάτων να παρουσιάζουν μικρή παροχή, στάσιμα νερά, ή και να στερεύουν τελείως. Αυτή η ανομοιόμορφη χωροχρονική παροχή των ποταμών στην Ελλάδα, δημιουργεί μηχανισμούς και παράγονες που καθορίζουν εποχιακά την ποιότητα των ποταμών.
Όπως κάθε κινούμενο σώμα, το νερό ενός ποταμού έχει ορισμένη ποσότητα κινητικής ενέργειας που του παρέχει τη δυνατότητα παραγωγής έργου. Το 90 με 95% αυτής της ενέργειας απορροφάται από τις τριβές. ΄Ενα μέρος ή το σύνολο της υπόλοιπης ενέργειας χρησιμοποιείται για να μεταφέρει υλικά προς το κατάντι. Παρ’ όλο το μικρό ποσοστό αυτής της ενέργειας, δε σημαίνει ότι υπάρχει μικρή ικανότητα μεταφοράς. Οι διαστάσεις των υλικών που το ποτάμι είναι ικανό να μεταφέρει, αυξάνουν πολύ με την ταχύτητά του. Ένα πεδινό ρεύμα μέτριας ταχύτητας μεταφέρει σε μεγάλες αποστάσεις λεπτόκοκκα υλικά, δηλαδή αμμώδη υλικά και μικρά χαλίκια, σχεδόν αιωρούμενα μέσα στο νερό. Ένας χείμαρρος είναι ικανός να μετακινήσει ογκόλιθους για πολλές δεκάδες εκατοστών. Με τη μείωση όμως της ταχύτητάς του, μειώνεται και η ισχύς του, και οι ογκόλιθοι αποτίθενται.
Αν τώρα η ισχύς του υδάτινου ρεύματος είναι ανώτερη απ’ αυτήν που απορροφάται από τις τριβές και τη μεταφορά υλικών, η υπόλοιπη ενέργεια ξοδεύεται στη διάβρωση του υποστρώματος: το ποτάμι σκάβει την κοίτη του.
Το νερό είναι ο κυριότερος παράγοντας διάβρωσης του πλανήτη μας. Η διάβρωση μπορεί να είναι χημική χάρη στη διαλυτική ικανότητα του νερού, ή μηχανική από την έντονη δράση τριβής του νερού και τη λειαντική ικανότητα των φερτών υλών.
Το νερό της βροχής παίζει σημαντικό ρόλο, είτε άμεσα, είτε με τη ροή του, σε εδάφη μαλακά και επικλινή, αλλά και σε περιοχές άγονες και απογυμνωμένες. Αντίθετα προς την επιφανειακή διάβρωση εξ αιτίας του ανέμου (αιολική διάβρωση), η διαβρωτική δράση ενός υδάτινου ρεύματος δεν είναι αποτελεσματική παρά μόνο κατά μήκος της διεύθυνσής του (γραμμική διάβρωση).
Σε περιοχές με σκληρό υπόστρωμα (ασβεστόλιθος ή ψαμμίτης) οι πλαγιές κινδυνεύουν λίγο από την αιολική διάβρωση αλλά σημαντικά από τη γραμμική διάβρωση των ποταμών. Αυτές οι κοιλάδες τότε διαμορφώνονται σε φαράγγια, με απόκρυμνες κατακόρυφες πλαγιές.
Το νερό λοιπόν των ποταμών πραγματοποιεί τρία μεγάλα έργα: διάβρωση, μεταφορά φερτών υλών στα κατάντι και εναπόθεση αυτών καθ’ όλη τη διαδρομή του. Αυτή η τριπλή δράση συντελεί αποτελεσματικά στην εξέλιξη του τοπίου.
Από τη διάβρωση και το ξέπλυμα των πλαγιών της λεκάνης απορροής, της κοίτης και των οχθών προέρχονται όλα τα στερεά (αιωρούμενα ή συρόμενα) και τα διαλυμένα υλικά που μεταφέρονται από έναν ποταμό (Richards, 1982 – Gordon, McMahon & Finlayson, 1992). Από το ποσοστό εδαφικής υγρασίας εξαρτάται και η μορφή των φερτών αυτών υλών: σε υγρά εδάφη είναι κυρίως διαλυμένα στο νερό, ενώ σε ξηρά εδάφη είναι σε στερεή μορφή (Richards, 1982). Ο βαθμός φυτοκάλυψης καθορίζει επίσης την ποσότητα και το είδος των φερτών υλών: Κατά την πειραματική αποδάσωση ενός ρέματος, η ετήσια παραγωγή υλικού λόγω διάβρωσης αυξήθηκε από 6 έως 10 φορές (Bormann et al. 1974). Ο Likens (1984) επίσης απέδειξε ότι με την αύξηση της οργανικής ύλης του εδάφους (φυτική στρωμνή, δομές των ριζών) μειώνεται η παραγωγή και μεταφορά στερεών υλών ενώ αυξάνεται η παραγωγή και μεταφορά διαλυμένων υλικών.
Η συγκέντρωση και το ποσό των μεταφερόμενων υλικών αυξάνει επίσης με την παροχή. Αλλά και ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως υλοτομία, καλλιέργειες κλπ, επηρεάζουν αυξητικά την παραγωγή φερτών υλών ή τη μεταφορά τους, όπως στην περίπτωση των φραγμάτων, όπου κατακρατούνται αυτά τα υλικά, με επιπτώσεις τελικά και στο φράγμα αλλά και στους ζωντανούς οργανισμούς που ζούν μέσα στον ποταμό.
Έχει εκτιμηθεί παγκοσμίως ότι οι ποταμοί μεταφέρουν στους ωκεανούς 15-20 δισεκατομμύρια τόνους αιωρούμενων υλικών το χρόνο, που είναι και πενταπλάσια των διαλυμένων υλικών (Holeman, 1968 – Martin & Meybek, 1979).
Πολλές φορές όμως μέρος αυτών των υλικών συσσωρεύεται στις παραποτάμιες πεδιάδες και στις κοίτες των πεδινών ποταμών, χωρίς να φθάσει ποτέ στη θάλασσα. Η μεγαλύτερη παραγωγή υλικών γίνεται στη Ν. Ασία λόγω των πολλών βροχοπτώσεων, της γεωμορφολογίας της λεκάνης απορροής, της σύστασης των πετρωμάτων, και της έκτασης των εντατικών καλλιεργειών.
Ο Χουάνγκ Χο ή Κίτρινος Ποταμός στη Ν. Κίνα μεταφέρει το μεγαλύτερο εν αιωρήσει φορτίο από κάθε άλλο ποταμό, που αποτελείται από άμμο, πηλό και διάφορα ιζήματα (Gressey, 1963).
Τα ελληνικά ποτάμια μεταφέρουν μεγάλες ποσότητες ιζημάτων, ως αποτέλεσμα της χειμαρρώδους ροής τους και της μεγάλης διαβρωτικής τους δράσης. Το φαινόμενο αυτό ενισχύεται από την έντονη εδαφική διάβρωση, που οφείλεται στις δασικές πυρκαγιές και στις αποψιλώσεις που από αρχαιοτάτων χρόνων διαδραματίζονται στον ελληνικό χώρο. Χαρακτηριστικά παραδείγματα του μεγάλου στερεού φορτίου των ελληνικών ποταμών είναι οι περιπτώσεις των αρχαίων Θερμοπυλών και της αρχαίας Πέλλας. Λόγω της έντονης προσχωματικής δράσης του Σπερχειού, το στενό των Θερμοπυλών μετατράπηκε μέσα σε 2.500 χρόνια σε μια ευρεία πεδιάδα με έκταση άνω των 100km2 (Zamani & Maroukian, 1980). Επίσης η αρχαία Πέλλα, από παράκτια πόλη το 2.500 π.Χ., απέχει σήμερα πολλά χιλιόμετρα από τη θάλασσα (Σκουληκίδης, 1996).
Η ανάπτυξη των διαφόρων σχημάτων των καναλιών ολόκληρου του αποστραγγιστικού δικτύου της λεκάνης απορροής οφείλεται στη δυναμική ισορροπία μεταξύ των διαδικασιών της διάβρωσης και της εναπόθεσης των υλών. Εάν δηλαδή σ’ ένα τμήμα του ποταμού η διάβρωση είναι ικανή να σκάψει και να βαθύνει την κοίτη του, αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της κλίσης του συγκεκριμένου τμήματος σε σχέση με κάποιο άλλο σημείο του ποταμού παρακάτω (κατάντι), το οποίο θεωρείται ως σταθερό. Αυτό όμως συνεπάγεται και τη διαδοχική μείωση της ταχύτητας του νερού, άρα και της ικανότητάς του να συνεχίσει τη διάβρωση. Αν υποθέσουμε αντίθετα ότι σ’ ένα τμήμα του, ο ποταμός εναποθέτει τα υλικά που μετέφερε, επειδή χάνει απότομα τη δύναμή του, τότε θα έχουμε ανύψωση της κοίτης του στο συγκεκριμένο τμήμα, σε σχέση πάλι με κάποιο άλλο σημείο παρακάτω, που θεωρείται σταθερό. Αυτό το γεγονός πάλι, συνεπάγεται την αύξηση της κλίσης, άρα και της δύναμης του ποταμού, ώστε να μπορέσει αυτός να συνεχίσει τη μεταφορά υλών.
Το τελικό συμπέρασμα είναι ότι ένα ρεύμα νερού τείνει να αποκτήσει, είτε με το σκάψιμο της κοίτης του, είτε με τη μεταφορά και εναπόθεση υλικών, μια κοίτη «ιδανικής» διατομής, που να του εξασφαλίζει τη ροή του νερού και μόνο, χωρίς την παράλληλη διεξαγωγή των διαδικασιών ούτε της διάβρωσης ούτε της μεταφοράς και εναπόθεσης υλικών.
Τα γεωλογικά ή κλιματικά φαινόμενα σε μια λεκάνη απορροής (τεκτονικές κινήσεις, ετερογένεια των υλικών που διασχίζουν οι ροές, περίοδοι παγετώνων, αλλαγές ροής), τροποποιούν διαρκώς σε γεωλογική κλίμακα την ισορροπία μεταξύ διάβρωσης και συσσώρευσης υλικών. (Lacroix, 1991).
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Η διάβρωση ενός λεκανοπεδίου οφείλεται κατά ένα αρκετά μεγάλο ποσοστό στη μηχανική δράση των υδάτων απορροής. Το φορτίο από αιωρούμενα υλικά ενός ποταμού είναι λοιπόν τόσο μεγαλύτερο, όσο περισσότερο αυτός έχει εμπλουτιστεί από επιφανειακά ρέοντα ύδατα. Είναι, επίσης, τόσο πιο σημαντικό, όσο περισσότερο το λεκανοπέδιο είναι απογυμνωμένο και με μεγάλη κλίση. Επηρεάζεται δε ποικιλοτρόπως από τις ανθρώπινες δραστηριότητες γύρω και μέσα στους ποταμούς.
ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ: 6, 8, 9.
Ποτάμια ασταθή
Αν η Γκαρόν το ‘χε θελήσει,
απ’ τις πηγές της καθώς έβγαινε
να λοξοδρομήσει
και προς το νότο να ξεχυθεί,
ποιος θα μπορούσε να την εμποδίσει!
Αν η Γκαρόν το ‘χε θελήσει,
την Ισπανία θα ‘χε πλημμυρίσει!
Gustave Nadaud
