Градиент потока (или уклон потока ) — это уклон (или наклон) потока . Он измеряется отношением перепада высот и горизонтального расстояния. [1] Это безразмерная величина, обычно выражаемая в метрах на километр ( м / км ) или футах на милю ( фут / миля ) ; она также может быть выражена в процентах (%). Средний уклон речного русла в мире составляет 2,6 м/км или 0,26%; [2] уклон менее 1% и более 4% считается пологим и крутым соответственно. [3]
Градиент потока может меняться вдоль русла потока. Можно определить средний градиент, известный как коэффициент рельефа , который дает среднее падение высоты на единицу длины реки. [4] Расчет представляет собой разницу в высоте между истоком реки и концом реки ( слиянием или устьем ), деленную на общую длину реки или ручья.
Высокий градиент указывает на крутой склон и быстрый поток воды (т . е. большую способность к эрозии); тогда как низкий градиент указывает на более ровное русло реки и медленно движущуюся воду, которая может переносить только небольшое количество очень мелких отложений . Потоки с высоким градиентом, как правило, имеют крутые, узкие V-образные долины и называются молодыми потоками. Потоки с низким градиентом имеют более широкие и менее изрезанные долины , с тенденцией к извилистости потока . Многие реки в некоторой степени предполагают сглаживание речного градиента по мере приближения к конечной точке на уровне моря.
Поток, текущий по однородно размываемому субстрату, будет иметь тенденцию к крутому градиенту вблизи источника и низкому градиенту, приближающемуся к нулю, когда он достигает своего базового уровня . Конечно, однородный субстрат будет редок в природе; твердые слои породы по пути могут устанавливать временный базовый уровень, за которым следует высокий градиент или даже водопад , поскольку под твердым слоем встречаются более мягкие материалы.
Человеческие плотины , оледенение , изменение уровня моря и многие другие факторы также могут изменить «нормальный» или естественный градиент.
На топографических картах градиент потока можно легко аппроксимировать, если известны масштаб карты и интервалы контуров. Контурные линии образуют на карте V-образную форму, направленную вверх по течению. Подсчитав количество линий, пересекающих определенный сегмент потока, умножив его на интервал контура и разделив это количество на длину сегмента потока, можно получить приближение градиента потока.
Поскольку градиент реки обычно указывается в футах на 1000 футов, следует измерить высоту подъема участка реки и длину участка реки в футах, а затем умножить градиент в футах на 1000. Например, если измерить масштабную милю вдоль длины реки и подсчитать три пересекающиеся контурные линии на карте с десятифутовыми изолиниями, градиент составит приблизительно 5,7 фута на 1000 футов, что является довольно крутым градиентом.