Schwemmkegel
Ein Schwemmkegel, auch Schwemmfächer, Geröllfächer, Sandurs oder alluvialer Fächer genannt, ist ein subaerischer Sedimentkörper, der dort entsteht, wo ein Fließgewässer abrupt an Gefälle verliert, typischerweise beim Austritt aus einem Hochgebiet in tieferliegendes, schwächer reliefiertes Gelände. Er ist nicht zu verwechseln mit einem Delta, dessen Sedimentation größtenteils unter relativ hoher und permanenter Wasserbedeckung (subaquatisch) abläuft.
Wegen der abrupten Abnahme des Gefälles erfolgt eine ebenso abrupte Abnahme der Fließgeschwindigkeit. Damit sinkt zugleich das Transportvermögen für die gröbsten Fraktionen des zu diesem Zeitpunkt vom Wasser mitgeführten Gesteinsmaterials (vgl. → Hjulström-Diagramm). Somit bildet sich an entsprechenden Stellen ein kegelförmiger bzw. im Grundriss fächerförmiger Sedimentkörper aus.
Fließgewässer mit aktiven Schwemmfächern besitzen dort oft mehrere Arme, da das Wasser den bereits angespülten Ablagerungen ausweichen muss. Zudem baut sich der Schwemmkegel bei unveränderten Bedingungen immer weiter in das tieferliegende Gelände vor (Progradation). Die Art des vom Gewässer transportierten Materials, die maximale Wasserführung des Gewässers und die Stärke des Reliefkontrastes am Austritt des Gewässers aus dem Hochgebiet bestimmen die Eigenschaften des Fächers.
Schwemmfächer mit besonders viel grobem Material finden sich in Hochgebirgsregionen, da dort das Gefälle besonders groß ist. Typisch sind Schwemmfächer am Ende von Schluchten oder Wadis.
Verschiedene Typen von alluvialen Fächern
Schutt- bis Schlammstrom
Ein Schutt-/Schlammstrom bildet sich, wenn das Sediment/Wasser-Gemisch einen plastischen Brei ergibt, der bei einer entsprechenden Neigung des alluvialen Fächers in Bewegung gerät. Der entstehende Sedimentkörper kann dabei 30 Zentimeter bis einige Meter dick werden. Es bilden sich Loben und Dämme, die sich teilweise scharf voneinander abgrenzen und sich gegenseitig überlappen. Solche Fächer haben ein sehr steiles Gefälle von 0,1–0,01 %.
Das Sediment enthält Gesteine, deren Korngröße von Blöcken mit mehreren Tonnen Gewicht bis zu Tonen reichen. Die Partikel sind von einer Tonhülle umgeben und generell sehr schlecht sortiert.
Die Rinnenfüllung
Durch starke Wasserströmungen werden in einen alluvialen Fächer Rinnen erodiert. Wenn die Strömungsenergie abnimmt, werden diese Rinnen wieder durch Sande und Kiese aufgefüllt. Die Rinnen sind langgestreckt, linsenförmig und grenzen sich scharf voneinander ab. Sie haben die Tendenz feineres Sediment flächenabwärts abzulagern. Das abgelagerte Sediment ist schlecht sortiert.
Der Verflochtene Lauf
Der Verflochtene Lauf erodiert und sedimentiert auf der Fächerfläche Kiese, Sande und Silte. Die Schichten und Rinnensysteme sind unregelmäßig und meist nicht tiefer als 30 cm. Das Sediment ist schlecht sortiert und wird loben- und zungenförmig abgelagert. Die Steigung des Fächers ist bei diesem System relativ groß. Diese Art der Ablagerung entsteht meist in semiariden Gebieten mit unregelmäßiger Wasserführung.
Mäandrierende Systeme
Bei mäandrierenden Systemen haben wir eine deutlich geringe Neigung des Gewässers. Diese wird durch die höhere Menge an Wasser bedingt, die neben dem geringeren Gefälle auch für eine großräumigere Ausbreitung des Schwemmfächers sorgt. Dadurch erhöht sich ebenfalls die Transportweite der Sedimente, was eine bessere Sortierung und einen erhöhten Rundungsgrad der Komponenten zur Folge hat. In einem solchen System findet man distal grobe Komponenten, während proximal eher die Feinfraktion ansteht.
Proglaziale Schwemmfächer
Diese Fächer sind gekennzeichnet durch den Austritt von Schmelzwasser aus dem Gletschertor. Dieses transportiert Sande und Silte mit sich, die am Grunde des Gletschers zermahlen worden sind, oder aus Moränen ausgewaschen werden. Dieses System besitzt ein hohes Wasser/Sediment-Verhältnis, was zu einem langen Transportweg, guter Sortierung und einen geringen Neigungswinkel des Slops führt. Die Kanäle sind mäandrierend und verlagern auf den feinkörnigen Sedimentkörper (Sander) oft ihre Rinnen.
Bedeutung für den Menschen
In manchen Tälern sind Ortschaften gezielt auf den höher gelegenen Schwemmkegeln der Seitenbäche angelegt worden, um der Hochwassergefahr des auf der Talsohle fließenden Hauptflusses zu entgehen. Allerdings ist auch die Lage auf einem solchen Schwemmkegel risikobehaftet, da die Sedimentationsereignisse, die diese Kegel größtenteils schufen, mit der Ablagerung enormer Mengen an Material in relativ kurzer Zeit einhergehen, sodass eine kleine Ortschaft komplett verschüttet werden kann.
