Hjulström-Diagramm

Das Hjulström-Diagramm beschreibt die Grenzwerte für die Stabilität von klastischen Sedimentablagerungen bei zu- bzw. abnehmender Gewässerfließgeschwindigkeit. Weitere Einflussfaktoren auf die Stabilität sind die Rauhigkeit der Gewässersohle, die Kohäsion zwischen den einzelnen Partikeln, bei sehr geringen Korngrößen die Oberflächenkräfte und bei größeren Partikeln die Gewichtskraft. Es ist ein doppellogarithmisches empirisch gewonnenes Diagramm mit der mittleren Korngröße d auf der Abszisse und der mittleren Geschwindigkeit v auf der Ordinate. Die Verwendung der mittleren Geschwindigkeit stellt allerdings die große Schwachstelle dieses Modells dar, denn sie ist nur eine Ersatzgröße für alle auf einen Partikel an der Gewässersohle wirkenden Kräfte. Das Hjulström-Diagramm beschreibt also den Zusammenhang zwischen Korngröße und Fließgeschwindigkeit. Das Diagramm unterteilt sich in 3 Bereiche:

• Erosion
• Transport
• Sedimentation

Auch wenn die mittlere Fließgeschwindigkeit alleine natürlich nicht den optimalen Ansatz zur Erklärung flussmorphologischer Prozesse liefert, so spiegelt das Diagramm dennoch relativ genau die beobachteten Abhängigkeiten der Erosion, des Transports und der Sedimentation von anderen wichtigen Steuergrößen.

Grundsätzlich folgt aus dem Diagramm:

• Je höher die Fließgeschwindigkeit v, desto größer kann das transportierte Korn (d) sein (v proportional zu d)
• Je kleiner der Korndurchmesser d, umso geringer ist die notwendige Fließgeschwindigkeit v um eine Erosion der Flusssohle herbeizuführen.
• Aber: Unter einem Korndurchmesser von 0,3 mm nehmen die Kohäsionskräfte (elektrostatische Kräfte) zwischen den (Ton-)Partikeln zu und die Kurve steigt entsprechend an. Sind aber diese Partikel erstmal erodiert, bleiben sie umso länger in Bewegung.

Siehe auch

• Fluviatiler Transport
• Geröll
• Shields-Diagramm
• Meyer-Peter/Müller-Formel

Literatur

• Frank Ahnert: Einführung in die Geomorphologie. 4. Auflage. Ulmer, Stuttgart 2009, ISBN 978-3-8001-2907-2 (UTB für Wissenschaft. Geowissenschaften, Geologie 8103).
• David Knighton: Fluvial Forms and Processes. A new Perspective. Completely revised and updated edition. Arnold, London u. a. 1998, ISBN 0-340-66313-8.
• Luna B. Leopold, M. Gordon Wolman, John P. Miller: Fluvial Processes in Geomorphology. Unabridged and unaltered Republication of the Work first published by W. H. Freeman and Company, San Francisco, in 1964. Dover Publishing, Mineola NY 1995, ISBN 0-486-68588-8.
• Harald Zepp: Geomorphologie. Eine Einführung. 4. aktualisierte und erweiterte Auflage. Schöningh, Paderborn u. a. 2008, ISBN 978-3-506-97013-8 (UTB. Geographie 2164 Grundriss allgemeine Geographie).

Weblinks

• Flashanimation des Hjulström-Diagramms