Virtaveden pituusleikkaus

Wiese-joen pituusleikkaus muistuttaa laskevaa eksponenttikäyrää.

Narvajoen pituusleikkaus. Pituusleikkauksen lopussa Narvanjoen vesivoimalaitos aiheuttaa suuren kynnyskohdan. Joki alkaa Peipsijärvestä ja päättyy Suomenlahteen.

Jostedalsbreen jäätikkö Norjassa aloittaa virtaveden ensin lähteen läheisellä osuudella ja sitten puro-osuudella.

Laramien joki Wyomingissa Yhdysvalloissa virtaa tulvatasangolla tehden meandereita.

Virtaveden pituusleikkaus tai pituusprofiili on potamologiassa joen, yleisemmin erilaisten virtavesien, kuvaaja uoman korkeusarvoista paikan funktiona. Se voidaan muodostaa niin, että mitataan joko vedenpinnan tai joen pohjan korkeusarvoja, ja yhdistetään korkeusarvot etäisyyksiin, jotka on mitattu uoman syvänneuraa pitkin alkupäästä.

Yleistä

Virtaveden pituusleikkaus on monissa suurissa joissa yleispiirteeltään konkaavin (eli koveran ) muotoinen käyrä. Sillä tarkoitetaan tässä muotoa, joka alkaa jyrkkänä, loivenee keskivaiheella ja oikenee lopussa lähes tasaiseksi. Sitä voidaan kuvata yleisesti ylöspäin aukeavaksi, mutta matemaattisesti se voidaan kuvata laskevaksi eksponenttikäyräksi. Luonnollisten jokien pituusleikkauksessa esiintyy usein kynnyskohtia, joiden jälkeen profiilin muoto jyrkkenee hetkellisesti. Näitä kohtia ovat esimerkiksi padot, vesiputoukset, kosket ja virtapaikat. Kynnyskohdat voivat johtua esimerkiksi tektonisista siirroksista tai kallioperän sisäisestä rakenteesta. Pitkillä aikaväleillä uomaeroosio voi kuluttaa kynnyskohdat pois ja pituusleikkaus muuttuu kohti edellä mainittua konkaavia muotoa .

Pituusleikkauksen muodosta luettava virtaveden toiminnallinen rakenne liittyy ennemmin käyrän jyrkkyyteen kuin sen paikalliseen korkeuteen. Jyrkkyyttä kutsutaan virtavesissä kaltevuudeksi. Suuri kaltevuus antaa vedelle suuren virtausnopeuden ja liike-energian. Virtaavan veden aiheuttama uomaeroosio irrottaa maa- ja kallioperästä maa-ainesta, joka kulkeutuu veden mukana kohti virtaveden suuta. Pieni kaltevuus antaa veden virrata rauhallisen hitaasti ja nopeammissa kohdissa mukaan tempautuneet hiukkaset pääsevät laskeutumaan uoman pohjalle. Näiden tapahtumien, eli kulutuksen ja kasautumisen, yhtäaikainen vaikutus on vallitseva keskisuurilla kaltevuuksilla.

Suomen virtavedet eivät yleensä ala vuoristosta, joten pituussuunnassa puuttuu profiileista alun jyrkin osuus. Virtavedet voivat myös pudota kallioalueilta suoraan mereen.

Uoman jaottelu

Virtavesien uoma voidaan jaotella pituusleikkauksen suhteen kolmeen osuuteen: yläjuoksuun, keskijuoksuun ja alajuoksuun. Tämä on usein vain käytännöllinen jaottelu, joka perustuu silmämääräiseen kolmijakoon ja se palvelee sellaisenaan uoman geometrista hahmottamista. Tieteellisempi kolmijako perustuu virtaveden esimerkiksi geologisiin, morfologisiin ja biodiversiteettisiin ominaisuuksiin. Siinäkin voidaan käyttää karkeaa kolmijakoa, joka aloitetaan rajaamalla uomasta lähteiden läheisin osuus (saks. krenal), puro-osuus (saks. rhithal) ja jokiosuus (saks. potamal). Ylintä osuutta luonnehtii voimakas uoman pohjan kulutus ja maa-aineksen olematon kasautuminen. Keskistä puro-osuutta luonnehtii heikko kulutus ja voimakas kasautuminen. Kasautuminen madaltaa uomaa ja kulutus kohdistuu pääasiassa uoman rantoihin. Vain hieno aines kuten liete, savi ja hiekka jatkavat virran mukana eteenpäin. Viimeistä jokiosuutta luonnehtii sekä heikko kulutus että heikko kasautuminen. Vesi kasaa ja samalla myös irrottaa maa-ainesta uoman pohjasta, joten pohjalle laskeutuvan aineksen määrä säilyy lähes samana. Silloin maa-aines näyttää vain kulkeutuvan uomassa eteenpäin ja poistuu uomaverkostosta järveen tai mereen. Joensuuhun muodostuu suistoalue, joka kasvaa pinta-alaltaan suuremmaksi sinne tulevan uuden maa-aineksen vuoksi.