Geologische begrippen (deel 24)

BEREKENEN VAN DE HELLINGSGRAAD
De hellingsgraad is een maat om de stijging van een hellend vlak weer te geven. De hellingsgraad wordt uitgedrukt in percentage %. Men spreekt daarom ook wel van stijgingspercentage.

De hellingsgraad van een heuvel, helling of berg is gelijk aan het hoogteverschil gedeeld door de horizontale afstand. In de wiskunde komt dit overeen met de tangens van de hellingshoek die het wegdek maakt met het horizontale vlak. Bij een hellingsgraad van 10% stijgt de weg 10 meter voor iedere 100 meter die er in horizontale richting wordt afgelegd. Een hellingsgraad van 100% betekent zo geen hoek van 90 graden maar een hoek van 45 graden, en een hellingsgraad van meer dan 100% is mogelijk.

Daar men in de praktijk de horizontale afstand moeilijk kan meten vervangt men deze wel door de effectief gereden afstand. De hellingsgraad die we op deze manier berekenen is dus gelijk aan het hoogteverschil gedeeld door de over het terrein afgelegde afstand. In de wiskunde is deze gelijk aan de sinus van de hellingshoek.

Deze twee rekenmethoden geven verschillende resultaten, doch het verschil is verwaarloosbaar klein bij kleine hellingsgraden. Bij bovengenoemd voorbeeld zal men (volgens de stelling van Pythagoras) circa 100,5 meter rijden over de horizontale afstand van 100 meter, zodat men een hellingsgraad van 10/100,5 ≈ 9,95% zal berekenen.

Nog een voorbeeld: De weg is exact 2 km lang, en stijgt van begin tot eindpunt exact 100 meter.

L = 2 km = 2000 m en H = 100 m
Berekend stijgingspercentage (S) = 100 (H) * (100 / 2000 (L)) = 5%

Bestudeer eerst bovenstaande cursus.
IN ONDERSTAANDE GEGEVENS STAAN ER VAAK HYPERLINKS. KLIK ER OP EN LEES OOK DIE TEKSTEN.
ER WORDEN DAAR VRAGEN OVER GESTELD.

Antwoorden te halen uit bovenstaande gegevens. Selecteer het antwoord dat je het meest juist lijkt en/of vul in.

MEN KAN DE OEFENING OOK OPNIEUW MAKEN, DOOR MET DE RECHTERMUISTOETS OP HET SCHERM TE KLIKKEN EN DAN, INDIEN HET WOORD ER STAAT, IN HET GEOPENDE VENSTER TE KLIKKEN OP "VERNIEUWEN"

HELLINGPROCESSEN

Geen enkel stukje aardoppervlak is werkelijk vlak en horizontaal. Omdat er dus overal kleine of grote, flauwe of steile hellingen zijn, spelen hellingsprocessen een uiterst belangrijke rol in de geologie.
Onder het begrip hellingsprocessen vatten we een aantal mechanismen samen, waardoor (meestal verweerd) gesteente van een helling wordt afgevoerd.
Omdat dit gebeurt onder invloed van de zwaartekracht, spreken we van gravitatieve bewegingen. Bij denudatie wordt het onverweerde vaste gesteente er min of meer door blootgelegd. In vrijwel alle gevallen spelen water sneeuw of ijs een wezenlijke rol. Water kan het verweringsmateriaal doordringen, waardoor het beweeglijker wordt of het kan door zijn spoelende werking materiaal meevoeren in de stroompjes die de helling af vloeien.

Denudatie
Is een proces waarbij, als gevolg van de verwijdering van materiaal door middel van erosie en verwering, een reductie ontstaat van het reliëf in landvormen en landschappen. Vooral door exogene processen, zoals beweging van water, ijs of wind, kan denudatie ontstaan. Bij denudatie kunnen zowel vaste gesteenten als opgeloste bodemdelen worden verwijderd. Zowel mechanische verwering als chemische verwering vindt plaats in relatie met geomorfologische landvormen. Over langere tijd kan denudatie een daling van het landschap tot gevolg hebben.

Belang van hellingsprocessen
Hellingprocessen zijn belangrijk door hun aandeel in:
  1. het leveren van verweringsmateriaal aan rivieren, waardoor later sedimentatie mogelijk wordt
  2. het veranderen van hellingen, waardoor het reliëf wordt beïnvloed
  3. het opbouwen, maar veel vaker het vernielen of zelfs afvoeren van grond, waaronder voor landbouwgrond. Hierbij kunnen akkers, wegen, huizen, dijken enz. ernstig en vaak zelfs onherstelbaar worden aangetast.


Verplaatsing van materiaal
Omdat hellingprocessen belangrijk zijn voor de samenleving gaan we eens na hoe verweringsdeeltjes worden verplaatst.
  1. vallen en rollen. Losgeraakte deeltjes kunnen alleen maar vallen bij rotswanden. Bij zeer steile hellingen kunnen ze rollen
  2. glijden of schuiven. Hierbij verplaatst verweringsmateriaal zich min of meer samenhangend over een schuifvlak. Dat vraagt een vrij steile helling en nogal wat water, dat is opgenomen in het materiaal
  3. creep of kruipen. Het materiaal beweegt zich langzaam bergaf door herhaaldelijk nat worden en drogen of doorbevriezen en ontdooien.
  4. vloeien of flow. Het materiaal verplaatst zich onder invloed van veel water, waarbij de inwendige samenhang van het materiaal verloren gaat
  5. afspoelen. Materiaaldeeltjes worden vervoerd in stromend water. Er is sprake van hellingprocessen, zolang het (regen)water zich nog niet heeft samengevoegd tot beekjes.


Hellingsprocessen kunnen ook worden ingedeeld naar de snelheid van hun verloop, van geleidelijk tot catastrofaal
  1. Transport door vallen geschiedt nogal incidenteel, omdat het door verwering losgeraakt materiaal betreft. Sneeuw kan dit proces echter het karakter geven van een lawine.
  2. Verder kunnen er hele bergstortingen plaatsvinden langs een diaklaas of langs een ander hellend vlak. Een diaklaas is een breuk in een gesteente, waarlangs geen of nauwelijks beweging heeft plaatsgevonden, maar waar het gesteente uit elkaar bewoog dankzij een extensief spanningsregime. Behalve door tectonische beweging kan dit bijvoorbeeld ook door fysische verwering worden veroorzaakt.
  3. Kruipen kan men vaak goed waarnemen in de wand van een groeve. Creep heeft daar vaak een haakombuiging = neerwaartse ombuiging van de lagen veroorzaakt
  4. Vloeien ontstaat, als de poriën van een los gesteente zijn gevuld met water en als er daarna nog verdere toevoer van water plaatsheeft. Bij het afvloeien van het materiaal kan er ontmenging plaatshebben, waarbij de grovere deeltjes tot afzetting komen, terwijl het lichtere materiaal met het water wordt afgevoerd. Er kunnen ook ware modderstromen ontstaan, vooral als de korrelgrootte gering is, zoals bij klei, löss keileem en vulkanische afzettingen, maar ook wel bij grind en zand. Deze modderstromen kunnen zware steenblokken vervoeren.
  5. Een periglaciale vorm van vloeien is gelifluctie = congelifluctie. Gevormd uit de Latijnse woorden gelum (ijs) en fluctere (stromen)) is een proces dat optreedt in arctische of peri-glaciale gebieden. Het bodemwater is hier tot grote diepte bevroren (permafrost). In de lente ontdooit de bovenste laag en smelt het op de bodem liggende sneeuw- en ijspakket. Omdat het vrijkomende water niet in de bevroren ondergrond kan doordringen, zal de papperige massa van bodemmateriaal, water, sneeuw en ijs al bij een geringe helling (> 0,5%) hellingafwaarts vloeien. Dit materiaal beweeg meestal 2 tot 12 cm per jaar hellingafwaarts, maar kan op steilere hellingen tot 1 m per jaar bedragen.
    Opmerking: solifluctie of bodemvloeiing is het verschijnsel dat een massa van met water verzadigd sediment langzaam afvloeit over een slecht doordringbare ondergrond. Het kan in elk klimaat voorkomen waar de grond door water is verzadigd. Wanneer het verschijnsel zich voordoet in periglaciale milieus op een permafrost ondergrond spreekt men meestal van gelifluctie.
  6. Afspoelen leidt al gauw tot de vorming van geultjes. De Amerikanen noemen hellingen met zulke geultjes 'badlands'. De geultjes van badlands kunnen zich al gauw verenigen tot beekjes, waarmee we ons buiten het terrein van de door ons besproken hellingprocessen begeven. Bij landbouwgrond is de term bodemerosie in gebruik.


Colluvium is de benaming voor bodemmateriaal dat door bodemerosie van een helling is afgespoeld en dat zich aan de voet van de helling heeft geaccumuleerd. In België en Nederland komt het veel voor in het lösslandschap van Zuid-Limburg. Hier bevinden zich in de dalen vaak dikke pakketten colluviaal materiaal dat afkomstig is van de lössbodems op de aangrenzende hellingen. De meeste bodems op de hellingen in dit gebied zijn getrunkeerd, de bovenste bodemhorizonten zijn door erosie verdwenen. Dit proces is hier nog altijd actief. Na een flinke regenbui ziet men overal in de dalen het van de hellingen afgespoelde bodemmateriaal.

Slump = het afglijden van een in stukken gebroken laag.

Invloed op hellingsprocessen
Factoren de hellingprocessen beïnvloeden:
  1. klimaat: regenval, sneeuw, vorst, verdamping
  2. vegetatie: dichte vegetatie bevordert verwering, maar remt het transport van de verweringsdeeltjes af
  3. vorm en steilte van de helling
  4. gesteente: hardheid, gelijkmatigheid, samenhang = cohesie
  5. permeabiliteit: doordringbaarheid van het verweringsmateriaal en van de ondergrond
  6. verweerbaarheid van het gesteente. Verschillen in verweerbaarheid veroorzaken reliëfverschillen.


Vormen van hellingen
Onder invloed van hellingsprocessen kunnen hellingen verschillende vormen aannemen: recht, convex = beneden steiler, concaaf = bovenaan steiler, getrapt of combinaties van deze vormen
Tenslotte moeten we nog opmerken, dat er zich onder water ook hellingprocessen afspelen. Vb.: turbidieten.