נהר

נהר הוא מוביל מים מתוקים ממקור יבשתי, כגון מעיינות ושלגים, אל אגם או אל ים, והוא גדול מנחל. זרימתם של הנהרות היא באפיק טבעי, מן המקום הגבוה אל הנמוך.

הנהרות ממלאים תפקיד חשוב בתולדות התרבות, וכבר בימי קדם התיישב האדם והקים את עריו לאורך גדותיהם. התרבויות הגדולות הראשונות צמחו בעמקי הנהרות: עמק הפרת והחידקל, עמק האינדוס, עמק הנהר הצהוב ועמק הנילוס.

הנהר מספק לתושבים מים לשתייה ולהשקיה, דגים לאכילה, אתר לרחיצה ולכביסה, חול וחלוקי נחל לבנייה, מישורי סחף פוריים, כוח להניע טחנות מים, דרך נוחה לתחבורה ולתובלה ואמצעי הגנה טבעי נגד אויבים. בימינו מספקים נהרות מהירי זרימה גם אנרגיה הידרואלקטרית וכן נתיב לסילוק מי שופכין ופסולת תעשייתית (דבר המזהם את הנהרות וגורם נזק לחי ולצומח בהם). פעמים רבות נקבע גבול בין מדינות לאורך נהרות (גבול כזה קרוי גבול טבעי). הגבול בין ישראל לירדן, למשל, עובר לאורך נהר הירדן. מעלה הנהר ריו אורוגוואי משמש גבול בין ארגנטינה לברזיל ומורד הנהר משמש גבול בין ארגנטינה לאורוגוואי.

זרימת הנהר

המים הזורמים בנהר מגיעים משני מקורות עיקריים:
 נגר עילי הנקרא גם נגר ישיר, הכולל את מי הגשמים והשלגים היורדים באזור אגן הניקוז אחרי שחלקם התאדה או חלחל לקרקע, וגורמיו הם בעיקר האקלים וסוג הקרקע.
 נגר בסיס הוא מי מעיינות.

זרימתו של הנהר נמדדת בשני מדדים חשובים: מהירות וספיקה.

המהירות של המים נובעת ממספר גורמים, בהם שיפוע הנהר, כמות הסחף והחיכוך עם גדות הנהר והקרקעית. מהירותו הרגילה של נהר גדול נעה בין 0.5 ל-2 מטר לשנייה, כשישנם נהרות שמהירותם מגיעה ל-4 מטר לשנייה ואף יותר.

תאורטית, נמדדת המהירות המרבית באמצע האפיק, מעט מתחת לפני המים. במקום זה, חיכוך המים בדפנות הנהר ובקרקעיתו מזערי. למעשה, כיוון שצורתם של רוב הנהרות אינה סימטרית, נמדדת המהירות המרבית בקו הנקרא קו זרימה. קו הזרימה, הוא הקו האמצעי בקטע ישר בנהר, אך במקומות שבהם קיים פיתול בנהר, עובר קו הזרימה לצד החיצון של הפיתול, הצד הארוך יותר. במקומות שבהם הגדות לא סימטריות, עובר קו הזרימה מעל המקום העמוק יותר באפיק, קרוב לגדה התלולה יותר. אנכית לקו הזרימה, מתחתיו, עובר התאלוויג (מגרמנית: Talweg, שביל העמק) - הקו המחבר בין הנקודות העמוקות ביותר באפיק.

הספיקה היא כמות המים הזורמת בנהר בזמן נתון. מקובל למדוד את הספיקה בקוב (מטר מעוקב) לשנייה. נהר האמזונאס, שספיקתו היא הגדולה בעולם, מזרים כ-220 אלף קוב מים בשנייה בזמן שהוא גואה, ואילו הירדן, שהוא נהר קטן, מזרים כ-16 קוב מים בשנייה בלבד.

ספיקתו של הנהר משתנה לפי עונות השנה וגורמים אחרים, ורמתה מתחלקת לארבעה מצבים:
 זרימה נורמלית - ספיקה ממוצעת, בחישוב רב שנתי.
 שפל - מצב בו הספיקה פחותה בצורה משמעותית מהממוצעת, בדרך כלל בקיץ ובתחילת הסתיו.
 גאות - מצב בו הנהר מכסה את כל אפיקו, אך לא גולש ממנו.
 שיטפון - או הצפה, מצב בו עולה הנהר על גדותיו, ומציף גם את המקומות שמחוץ לערוץ.

מדידת מהירותם וספיקתם של נהרות היא בתחום המדע הנקרא הידרוגרפיה. מדידה זו חשובה ביותר לצורכי חישוב של כמות המים באזור מסוים, ולצרכים הנדסיים שונים כגון בניית מבנים על גדות הנהר, תחנות כוח הידרואלקטריות (המופעלות בכוח המים), ועוד.

סחיפת הנהר
במהלכו, סוחף הנהר עם המים מוצקים רבים, אותם הוא משקיע במקומות אחרים בנהר או במקום הנמוך ביותר של הנהר, מקום הנקרא בסיס סחיפה. פעולה זו של סחיפת חומר מוצק, נקראת סחיפה או ארוזיה, והחומר הנסחף נקרא טעונת או סחף. הטעונת מתחלקת לשלושה סוגים:
 תֶּמֶס - חומר המומס במי הנהר.
 רְחוֹפֶת - חלקיקים מוצקים שאינם מומסים במים, אלא "מרחפים" בתוכם. גודלם של חלקיקים אלו עד כ-0.2 מ"מ. הרחופת היא הגורם העיקרי לעכירות המים בנהרות.
 גְּרוֹפֶת - חלקיקים הגדולים בדרך כלל מ-2 מ"מ, והגדולים שבהם הם סלעים במשקל של כמה טונות. הגרופת אינה צפה במים אלא שוקעת בהם בכל עת שמהירותם יורדת. הגרופת נסחפת בנהר בארבע דרכים עיקריות, על פי גודלה:
 סחיפה - הסעת החלקיקים בתוך הזרם, גבוה מעל קרקעית הנהר.
 הקפצה - הסעת אבנים קטנות על ידי הקפצתן מעל הקרקעית למרחקים קטנים.
 גלגול - הסעה של אבנים גדולות וסלעים על ידי גלגולם, דבר הקורה עקב מהירות המים, הגבוהה יותר במקומות הרחוקים יותר מן הקרקעית.
 זחילה - הסעת אבנים או סלעים על פני הקרקעית מבלי להרימם כלל. בצורה זו מוסעים אבנים או סלעים שטוחים יחסית, שאין ההפרש במהירות המים בין אזור תחתית האבן לראשה מספיק כדי לגלגלה.

מקורו של החומר הנסחף במי הנהר הוא משני מקורות: בלית ומוצקים. הבלית היא בעיקר חומר הבלה מן הסלעים באזור הנהר בהשפעת רוח או גורמים אחרים, ומובא לנהר על ידי מי גשמים או רוחות. המוצקים אותם סוחפים מי הנהר מקורם בארוזיה של הנהר עצמו, והיא מתבצעת אם על ידי פגיעה ישירה של המים בגדות ובקרקעית - פעולה הנקראת שבירה, קריעה או גזירה (בהתאם לצורת הפעלת הכוח על הסלע), ואם על ידי החיכוך של התמס והרחופת שבמים בסלעים - פעולה הנקראת שחיקה. למעשה, מהווה הבלית את הגורם העיקרי בתהליך סחיפת המוצקים.

כמות הסחף בנהר נובעת מכמה גורמים, החשובים שבהם הם האקלים, המסלע והצומח המחזק את הגדות. למעשה מגיעה הסחיפה לרמתה המרבית באזור קו המשקעים (קו שווה גשם, איזוהיטה) 350 מ"מ, שבו יש כמות משמעותית של גשמים, אך אין בכמות זו כדי להצמיח די צמחים המחזקים את הגדות ומאיטים את הסחיפה.

מידת סחיפתו של הנהר נמדדת בשני מדדים:
 כושר הסעה - הגודל המרבי של אבנים אותם יכול הנהר לסחוף. גודל זה הוא תוצאה ישירה של מהירות הנהר.
 תפוסת הסעה - כמות הסחף המרבית אותה יכול הנהר לסחוף בזמן נתון. גודל זה נובע מספיקתו של הנהר ולא ממהירותו.

עיצוב הנהר על ידי שחיקה וסחיפה
מלבד יצירת האפיק עצמו, על צדודיתו, נפתוליו ומדרגותיו, גורמת סחיפתו של הנהר לעיצוב צורות שונות בתוך אפיק הנהר, להלן העיקריות שבהן:
 מכתשות הן שקעים בקרקעית הנהר הנוצרות בדרך כלל למרגלות מפלים. המכתשת מאורכת בדרך כלל, ובתוכה נוצרות מערבולות. מכיוון שהשחיקה העיקרית היא באמצע המערבולת ולא בחלקה העליון, בדרך כלל רחבה המכתשת בחלקה הפנימי יותר מבשפתה. לעיתים, מתרחבות שתי מכתשות סמוכות בחלקן הפנימי יותר מבעליון, ומתחברות. במקום זה, נותר לאחר זמן גשרון אבן על פני האפיק.
 אמבטות הן שקעים הנוצרים ממערבולות רוחב באמצע האפיק, צורתן בדרך כלל מעוגלת יותר מזו של המכתשות, הן רדודות יותר, ושפתן רחבה יותר מקרקעיתן. גודלן של אמבטות בנהרות גדולים עשוי להגיע עד ל-50 מטר.
 צנירים הם מקומות בהם שחקו המים את גדות הנהר בחלקן התחתון, והותירו את חלקן העליון בולט כעין מדף. הצנירים נוצרים תמיד במקומות שבהם זורם הנהר בזמן גאות בלבד, ולא באפיק עצמו.
 עלמות הן מעין עמודים הנוצרים לרוחב הנהר, בדרך כלל על מדרון הגדה, כשבראשם יש לעיתים קרובות גוש אבן קשה, הרחב מעט יותר מהעלמה עצמה. גובהן של העלמות עשוי להגיע עד כ-20 מטרים, וזווית הצד שלהן בין 70 ל-90 מעלות. העלמות מופיעות תמיד בקבוצות, ובדרך כלל בשורות. סבורים, כי העלמות נוצרות מערוצים מקבילים היורדים במדרון גדת הנהר, ולאחר זמן מתחברים במספר מקומות, והמים שוחקים אותן והופכים אותן לעגולות.

השקעה
הטעונת הנסחפת עם מי הנהר שוקעת במורדו, בתהליך הנקרא השקעה. סחיפתה והשקעתה של הטעונת לאורך הנהר היא תמידית, אלא שהיחס ביניהן תלוי במהירות ועוצמת הזרימה; בזרימה קלה, ההשקעה רבה על הסחיפה, וכשגוברת המהירות חוזרת הסחיפה ועולה על ההשקעה. צבירי הטעונת המושקעת באפיק או בצדדיו נקראת אלוביום או סחף אלוביאלי (בשונה מחומר הנסחף על ידי הרוח, הנקרא סחף איאולי).

השקעת הטעונת מהווה אחד מהגורמים העיקריים בעיצוב צורתו של הנהר. לפעמים שוקעת טעונת באמצע הנהר, במקום שבו מהירות המים נמוכה מעט, ובייחוד בזמן שפל של הנהר, ומצטברת במקום זה ערמה. ערמה זו מאטה עוד יותר את מהירות המים המתחככים בה וקצב ההשקעה עולה. לעיתים עשוי קצה הערמה לצוץ מעל המים, וצמחים שונים יתפתחו עליה ויחזקו אותה. לאחר שהערמה התייצבה, תמשיך הטעונת לשקוע עליה, בעיקר בצידה הפונה אל מורד הנהר, שכן בצד זה נמוכה מהירות המים מהצד הפונה אל המעלה. לאחר זמן מה, תהפוך הערמה לאי, שצורתו מוארכת, וצדו התחתון מחודד מעט יותר מהעליון. ישנם נהרות בהם מצויים איים רבים, והנהר זורם סביבם בזרועות נפרדות. נהר כזה, נקרא נהר פזרות.

החומר הנסחף בנהר שוקע בהדרגה באפיק, כשהחלקיקים הגדולים יותר שוקעים במעלה הנהר והקטנים יותר מגיעים למקום נמוך יותר ולעיתים עד לבסיס הסחיפה. כמו כן, משתנה צורתם של האבנים על ידי זרם המים; הם נעשים חלקים יותר, ועגולים יותר. היחס בין אורכה של האבן המושקעת לבין רוחבה ועובייה נקרא מקדם סגלגלות. חקירתם של צורת וגודל חלקיקי הסחף האלוביאלי נקראת גראנולומטריה, והיא נותנת מידע רב על זרימת הנהר ועל צורת התפתחותו.

אגן הניקוז

אגן הניקוז (או אגן ההיקוות) של הנהר הוא כל האזור שמימיו מנוקזים על ידי הנהר, כלומר זורמים אל הנהר. הקו המפריד בין שני אגני ניקוז נקרא קו פרשת המים. אגני ניקוז רבים מחולקים לאגני ניקוז קטנים יותר, שכל אחד מהם מזין יובל אחר בנהר, או שני פלגים הנשפכים לאותו הנהר. קו פרשת מים המחלק בין שני נהרות הנשפכים למקום אחד, נקרא קו פרשת מים מקומית. לעיתים קורה שנהר סוחף ומפרק את קו פרשת המים, ומים שהיו זורמים לנהר אחד, מתחילים לזרום בנהר אחר. תהליך זה, נקרא כיבוש נהר. אפשר להבחין בקלות בנהרות שנכבשו על ידי מקום הכיבוש בו נוצרת בדרך כלל "ברך" - זווית חדה. צורה אחרת המרמזת על כך שנהר זה נכבש, היא אפיק עמוק ומפותח, המנקז אגן קטן במיוחד, שלא סביר שמימיו יכלו ליצור אגן כזה. במקרים אלו, סביר שהיה לנהר אגן גדול יותר, אלא שהוא נכבש לאחר עיצוב האפיק.

ניקוזו של אגן ההיקוות נעשה על ידי חרצים, ערוצים או בתרונות. החרצים, הם תעלות רדודות בקרקע, נוצרות בדרך כלל מיד אחרי הגשמים ומפסיקות להוליך מים עם תומם. הערוצים, עמוקים יותר, ארוכים יותר, ומוליכים מים זמן רב, ביניהם מים שחלחלו מעט, ויוצאים חזרה אל פני הקרקע בערוץ. הבתרונות הם ערוצים עמוקים וצפופים, וביניהם גבעות קטנות, שמדרונותיהן תלולים לרוב.

צורתו הכללית של אגן הניקוז, על חרציו, ערוציו ויובליו, קרויה דגם הניקוז. דגם הניקוז מושפע רבות מטקטוניקה, ליתולוגיה, ומגורמים נוספים.

סיעוף

ראשו של הנהר מסתעף לכיוונים שונים, וסעיפיו, הנקראים יובלים, מנקזים אגני ניקוז משניים שונים. מקובל לדרג את יובלי הנהר בסדר יורד; שיטה למיון הנחלים הציע ההידרולוג האמריקני רוברט הורטון (Robert Elmer Horton; 1945-1875). ארתור סטראלר (Arthur Newell Strahler; 2002-1918), פרופסור למדעי כדור הארץ באוניברסיטת קולומביה שיכלל את השיטה והיא נקראת על שמו שיטת סטראלר (Strahler stream order). על פי השיטה ממיינים את הנחלים עם כיוון זרימת המים דהיינו ממעלה בנחל לכיוון בסיס הסחיפה. לפי מיון זה יקבע שנחל שאין לו אף יובל, דהיינו כל הנגר הזורם בו מגיע מזרימה מדרונית, או כפי שהיא נקראת גם זרימה משטחית, יקרא יובל מסדר 1. מהנקודה בה שני יובלים מסדר אחד מתאחדים, היובל כבר אינו מקבל רק זרימה מהמדרונות שבצידיו אלא משני היובלים. יובל כזה ייקרא יובל מסדר 2. כך ימשיך המיון ומאותו מקום ששני יובלים מסדר 2 מתאחדים ייקרא היובל, יובל מסדר 3. כך ממשיך המיון עד לשפך הנחל לבסיס הסחיפה שלו. בדוגמה שלפנינו סדר הנחל בשפך הוא סדר 4. לצורך השוואה, נחל הירקון הוא נחל מסדר 9 ואילו המיסיסיפי 27.
יש להבהיר שכל עוד לא מתחברים שני אפיקים מסדר 2 לא ישתנה הסדר ל-3, דהיינו לערוץ מסדר 2 יכולים להישפך ערוצים נוספים מסדר 1 אך הסדר לא ישתנה. כמו כן אין מקום בעולם בו יתחברו בנקודה מסוימת יותר משני יובלים, תמיד יהיה מרחק מה בין ההתחברויות. כפי שראינו, יש לכל יובל אגן הניקוז שלו, מכאן שמקובל לכנות את אגני הניקוז על פי סדר הנחל שלהם.

עמק הנהר
לעמק הנהר צורות מגוונות, הנוצרות על ידי הסחיפה. הסחיפה מתחלקת לשני כיווני פעולה: התחתרות לעומק (אנכית), המעצבת את עומקו של עמק הנהר, וארוזיה לטרלית (אופקית), המעצבת את רוחבו של העמק. ישנם עמקים שחתכם צר, וקרקעיתם היא בעצם קרקעיתו של הנהר - האפיק עצמו. גדות האפיק, הם בעצם מדרונות העמק. לעומתם, קיימים נהרות בהם העמק רחב, ונקרא כיכר עמק. בתוך כיכר העמק, נמצא האפיק עצמו, ומשני צידיו - פֶשֶט, מקום המתכסה מים לעיתים קרובות, כאשר הנהר גואה.

שיפוע הנהר

שיפועו של הנהר נמדד על ידי חילוק הפרש הגובה בין ראשו של הנהר לבסיס הסחיפה שלו, באורך הנהר. שיפועם של נהרות נמדד בדרך כלל באלפיות. אורך חלקו התחתון של המיסיסיפי, למשל הוא כ-800 ק"מ, והפרש הגבהים כ-15 מטרים; שיפועו אם כן, כ-0.000018 או 0.18 פרומיל.

מבחינים במספר סוגים של בסיסי סחיפה. בסיס סחיפה ראשי, הוא ים או אוקיינוס, אליו זורמים בסופו של דבר כל מי הנהר. ישנם גם בסיסי סחיפה משניים או מקומיים, כגון אגמים, בהם נעצרים המים, והנהר לא סוחף עוד, אך ממנו נשפכים המים עם המשך הנהר למקווה מים אחר. נהר הירדן, למשל, נשפך בסוף דרכו אל ים המלח, אך הוא נעצר בבסיס הסחיפה המשני שלו - הכנרת. את שיפועו של כל קטע בנהר, מחשבים על פי בסיס הסחיפה הקרוב אליו ביותר.

צדודית האורך

צדודית האורך של הנהר היא צורתו הכללית של המורד. בנהרות רגילים מקבלת צדודית האורך צורה קעורה, הדומה לעקומה היפרבולית. הדבר נובע מכך שמי הנהר המנמיכים את האפיק יוצרים את הנקודה הנמוכה ביותר בנהר לקראת שפכו אל בסיס הסחיפה שלו. לאחר זמן, מתחילים מי הנהר לסחוף עוד את קרקעית הנהר ולהסיגו במעלה האפיק. אך ככל שהנקודה הנסחפת נמצאת קרוב יותר למעלה האפיק, נמוכה בה יותר האנרגיה של המים, והקרקעית נסחפת פחות. הדבר יוצר, כאמור, צורה שבה חלקו העליון של הנהר נסחף פחות מחלקו התחתון.

לעומת זאת, בנהרות שבהם יורדת כמות המים בצורה משמעותית לקראת סופו של הנהר, דבר המצוי במדבריות בהם הנהרות מוזנים ממים שיורדים ממעלה הנהר, כשסופו של הנהר לא מוסיף מים, ואילו חלק ניכר מן המים כבר חלחל, עשויה להיווצר צדודית אורך קמורה, שבה סופו של הנהר יורד בתלילות רבה אל עבר בסיס הסחיפה, ואפיק הנהר כמעט שאינו סחוף.

מבחינה תאורטית, אמורה צדודיתו של נהר תקין להגיע בסופו של דבר לצדודית היפרבולית מושלמת, שבה קיים שיווי משקל מדויק בין סחיפת הנהר לבין ההשקעה שלו, ובה העברת המים והסחף מתבצעת בצורה היעילה ביותר מבחינת שימור האנרגיה.

למעשה, נהר בעל תכונות כאלו נדיר ביותר, וכמעט כל נהרות העולם הם בעלי צדודית דינמית. הצדודית הדינמית משתנה כל העת לפי גאותו ושיפלו של הנהר, לפי כמות הטעונת המשתנה ולפי גורמים אחרים. עם זאת, צורת צדודיתו של נהר זה אחידה פחות או יותר, אם מסתכלים על הנהר בטווח גדול של זמן. צורתה הממוצעת של הצדודית היא הצורה המתאימה ביותר להעברה יעילה של המים והסחופת לתנאיו של נהר זה. צורה כזו, בה צדודיתו של הנהר אחידה יחסית, על אף שינוייה הקטנים, נחשבת כצורה האידיאלית, ונקראת צדודית מותאמת.

לעומתה, קיימת צדודית מופרעת. הצדודית המופרעת אינה מתאימה להעברה יעילה של המים בנהר עקב מפלים ואשדות. המפלים הם מקומות שבהם נופלים המים על פני קיר זקוף, והם נוצרים בנחל עקב אי אחידות באפיק. לעיתים נובע הדבר משינויים טקטוניים - שברים ונקעים של קווי העתק, אך רוב המפלים נוצרים עקב שינויים ליתולוגים - שינויים באופי המסלע. בדרך כלל נגרם הדבר במקום שבו עובר הנהר ממסלע קשה למקום בעל מסלע רך יותר, שובר אותו, וצונח ממקומו לשכבת הסלע הבאה. מפל נוצר גם במקומות שבהם אפיק גבוה נשפך לתוך נהר בעל אפיק נמוך יותר בצורה משמעותית. אפיק כזה, הגבוה מן הנהר אליו הוא נשפך, נקרא אפיק תלוי. אפיקים תלויים נוצרים כאשר בנהר הגדול עוברת כמות מים הגדולה בהרבה מזו שבאפיק העליון. חלק מאפיקים תלויים אלו, נוצרו על ידי הקרחונים הגדולים שנעו בנהרות בתקופת הפליסטוקן. האשדות נוצרים בנסיבות דומות, ההבדל בינם לבין המפלים הוא בכך שהמפלים זקופים, ומים נופלים בהם נפילה חופשית, ואילו האשדות בעלי שיפוע, לעיתים מתון, המתמשך על פני מרחק אופקי רב - לעיתים עד מספר קילומטרים.

נסיגת מפלים
גם נהרות בעלי צדודית מופרעת נוטים לשנות לאט לאט את צדודיתם על ידי סחיפת קיר המפל והסגתו במעלה הנהר, עד שאפיקם יגיע לצורה של היפרבולה אחידה, אם כי תהליך זה איטי מאוד, בעיקר במקרים בהם נובע הנקע בנהר עקב שינויים ליתולוגים.

התהליך מתחיל כאשר מי הנהר הנופלים בכוח רב מהמפל מתחילים לחתור מכתשת בקרקעית הנהר למרגלות המפל. המכתשת הופכת למלכודת עבור הסחף, אך נוצרות בה גם מערבולות המוציאות ממנה את הסחף הנעצר בה. כאשר גדלה מעט המכתשת, נעשות המערבולות הנוצרות בה חזקות דיין, כדי להתחיל לפורר את קיר המפל העשוי בדרך כלל שכבת סלע רכה יותר מזו הבונה את קרקעית האפיק העליון, ובמקום נוצר כוך. עם הזמן גדל הכוך גם כלפי מעלה, ומדף הסלע שנשאר מעליו קורס. בשלב זה, מתחילים מי המפל להרחיב את המכתשת ולקרב אותה אל קיר המפל, והתהליך חוזר על עצמו. עם נסיגת המפל אל מעלה הנהר, נחלשת עוצמת הזרימה, והמפל מתחיל לאבד מגובהו, עד שנשאר במקום רק מדרון שיהפוך עם הזמן למורד מתון.

נפתולים

קטעי נהר ישרים נדירים מאוד, ומקובל לקבוע כי אורכו של קטע נהר ישר, לא יעלה על רוחב הנהר כפול עשר. בנהרות רבים, בעלי שיפוע מתאים, נוצרים נפתולים. הנפתול השלם הוא שני פיתולים צמודים, היוצרים את צורת האות S. פיתול הנהרות נמדד במקדם פיתול, או מקדם התעקמות, שהוא אורך הנהר למעשה מחולק במרחק בין ראש הנהר לבסיס הסחיפה שלו. אורכו של הירדן בין הכנרת לים המלח, למשל, כ-210 ק"מ, על פני מרחק אופקי (קו אווירי) של כ-105 ק"מ, כלומר מקדם ההתעקמות שלו שווה בערך ל-2. מקדם ההתעקמות הממוצע לנהרות העולם הוא 1.94.

מבחינים בשלושה סוגים עיקריים של נפתולים:
 נפתולים חופשיים הם נפתולים הזורמים במקום שטוח, כשרק האפיק עצמו נמוך מפני השטח. צורתם של נפתולים אלו משתנה תדיר.
 נפתולים חתורים הנקראים גם עמקי נפתול הם נפתולים הזורמים בשטח הררי, כשפיתולו של האפיק מקביל לפיתולי ההרים. צורתו של נפתול כזה, לא יכולה מטבע הדברים להשתנות במהירות.
 נפתולים מעומקים הם נפתולים הזורמים בעמק הררי, אך אינם מקבילים לפיתולי המדרונות. צורה זו היא בעצם צורת ביניים בין שני הסוגים הקודמים, וקצב השינויים החלים בה ממוצע אף הוא.

הנפתולים נוצרים תחילה על ידי מערבולות הקיימות בכל מים זורמים, ואף בזרמי הים. מערבולות אלו סוחפות מעט את גדות הנהר, וכך מתחיל להיווצר פיתול. לאחר שהנהר מפותל מעט, נוצר מצב שבו מהירות הזרימה סמוך לגדתו החיצונה של הפיתול גדולה יותר ממהירותה סמוך לגדה הפנימית, מצב הגורם לסחיפה יתרה בצדו הקעור של הפיתול הצעיר, הנקרא גדת נסיגה, ולהשקעת סחופת בצדו הקמור של הפיתול, הנקרא גדת צבירה או גדת החלק, במקום בו המהירות היחסית של הזרימה נמוכה יותר. כל זמן זה, אף כי הנחל משנה את נתיבו, לא משתנה רוחבו של הנהר, שכן הרחבת הנהר פירושה ירידה במהירות, והאטת קצב הסחיפה. תהליך זה נמשך ואף מתגבר עם הזמן עקב גדילת קוטרו של הפיתול ועמו הכוח הצנטריפוגלי הפועל על המים. סופו של תהליך זה בנקודה שבה שיפועו של הנהר יורד עקב התארכות נתיבו, עד שאין בכוח המים לסחוף יותר את הגדות, ושיקוע הטעונת עולה על הסחיפה.

במקביל לתהליך התארכותו של הפיתול, נסחפת במיוחד גדתו התחתונה של הנפתול (הפונה לכיוון מורד הנהר), דבר הגורם לנפתול להתעקל, ולשני צדדיו של הנפתול, הנקראים רגלי הנפתול, להתקרב זה לזה. המקום הנותר בין רגלי הנפתול, נקרא צוואר הנפתול. עם התקדמות הנפתול, ויצירתו של צוואר צר במיוחד, עשוי צוואר הנפתול להיפרץ על ידי המים, בדרך כלל בשעת גאות הנהר, ולנהר תישארנה בנקודה זו שתי זרועות שביניהן אי. כיוון שדרכו של הנהר בנפתול הארוך ארוכה יותר, ולכן שיפועה קטן יותר, נמוכה בה מהירות הזרימה ביחס לנפתול הקצר, ותחל השקעת סחף בפתחי הנפתול - דבר שיביא בסופו של דבר להתנתקות הנפתול מהנהר עצמו, וליצירת ימת נפתול, שתאגור מים עומדים עוד זמן רב עד להתייבשותה המלאה. במקרים אחרים, עשוי הנהר להישאר כשהוא זורם בשתי זרועות, ולעיתים אף בצורת נהר פרזות שבו איים רבים.

היווצרותם של נפתולים חתורים דומה ככל הנראה לתהליך זה, אלא שבהם הייתה הרמה של הגדות לאחר עיצוב הנפתולים. הנפתולים החתורים לא יכולים להתקדם ולשנות את צורתם במהירות, אם כי אף בהם מתקיים תהליך זה באיטיות רבה.

כל השטח של הנפתולים הפעילים, הנפתולים שנעזבו על ידי הנהר, וימות הנפתול, נקרא רצועת הנפתולים. רוחבה של רצועת הנפתולים כפול בדרך כלל מרוחב הנהר עם הנפתולים הפעילים, ובערך פי 10 - 32 מרוחבו של הנהר עצמו.

מדרגות וסוללות

לעיתים נוצרות על גדות הנהר סוללות גדה. הסוללה היא מעין ערמה מוגבהת של סחף, שצידה הפונה אל הנהר תלול, וצידה השני, הרחוק מן הנהר בעל מדרון מתון. הסוללה נוצרת כאשר הנהר עולה על גדותיו בשעת הגאות, ומציף את הפֶּשֶט שלו. עקב הירידה החדה במהירות זרימת הנהר, הנובעת מהגדלת העומק ושינוי הכיוון של הזרימה המקומית מאורך הנהר לכיוון רוחבו, שוקע הסחף הנישא על ידי הנהר על הגדה, כשצדו הפונה אל הנהר נסחף חזרה ויוצר מדרון תלול. גובהה המקסימלי של הסוללה, מציין בעצם את הגובה המקסימלי אליו מגיע הנהר בעת הגאות.

צורה דומה, הנובעת מסיבות שונות לגמרי היא המדרגות. המדרגות נוצרות כאשר יש עלייה משמעותית בזרימת הנהר, והנהר נאלץ להעמיק את אפיקו. שינוי כזה יכול לנבוע מכמה סיבות:
 הרמה של הגדות על ידי שינויים אקלימיים המוסיפים מים לאפיק.
 שינויים באגן הניקוז של הנהר, בעיקר כיבוש אגני ניקוז.
 הרמה טקטונית (עקב תנודות לוחות הקרקע) של גדות הנהר.
 הורדה של בסיס הסחיפה של הנהר - גם היא עקב פעילות טקטונית.
במקרה כזה, מונמך אפיק הנהר רק במקום בו זורמים המים, ומפלס האפיק הקודם נשאר בצורת מדרגה. כאשר מגיע האפיק לעומקו הנדרש, מתחיל הנהר לסחוף את הגדות, והמדרגה מתחילה להיעלם.

סוג אחר של מדרגות נהר הוא מדרגת עצירה. מדרגת עצירה נוצרת כאשר יש בנהר נקודה קשה - סלע קשה או שפך של לבה הסותם חלק מן הנהר. כאשר נפרץ מחסום זה, הוא נפרץ בנקודה צרה יחסית, דבר היוצר מדרגה באפיק. מדרגות כאלה קיימות ביציאה של אגם החולה לירדן, בנקודה שבה פורץ האפיק את פקק הבזלת שלו.

המדרגות יכולות להיווצר בסלע או בקרקע אלוביאלית - קרקע של סחף. מטבע הדברים, המדרגות האלוביאליות גדולות יותר, אך אינן עמידות לאורך זמן.
בהקשר זה, מקובל חלק את המדרגות למדרגות מחזוריות הנוצרות ונמחקות חליפות, ומצויות בעיקר בקרקע העשויה סחף, לבין מדרגות לא מחזוריות הנותרות קבועות, בדרך כלל בשל קשיות המצע.

המדרגות מופיעות בשתי צורות: מדרגות תואמות, בהם שני צדי האפיק בעלי מדרגה בגובה דומה, הנוצרות בעיקר בסחף אלוביאלי, ומדרגות בלתי תואמות, בהן יש הבדל בגובה שבין שתי הגדות, הנובע בעיקר משינויים במסלע או עקב פיתול בנהר.

לעיתים אין ההפרש בין שתי מדרגות סמוכות אחיד, והוא נהיה רחב או צר יותר לקראת מורד הנהר, ולעיתים המדרגות אף מתלכדות. שינויים כאלה בגובה המדרגה נוצרים בדרך כלל עקב שינוי בעוצמת ההעמקה במורד הנהר או שינוי במשך הזמן של ההעמקה. שינויים כאלה נובעים בדרך כלל מתוספת משמעותית במי הנהר מפני שינויי אקלים או יובלים הנשפכים אליו, או בגלל חלחול משמעותי של מי הנהר.

שפך הנהר

שפך נהר, הוא המקום שבו נשפך הנהר ליעדו; אם זה לים או לאגם, שפך הנקרא שפך ראשי, ואם זה לנהר אחר, שפך הנקרא שפך משני. לעיתים רבות, זורם הנהר משך קילומטרים אחדים במקביל לקו החוף או הנהר אליו הוא מתחבר, ורק אחר כך הוא מגיע לשפכו. מקום כזה, נקרא שפך דחוי.

במקום שפכו של הנהר, נוצרת עם הזמן ערמה של סחף. צורתה של הערמה, הנקראת מניפת סחף נראית בדרך כלל כמשולש או כחלק של קונוס רדוד. שיפועה של המניפה נע בין 5 ל-10 מעלות. כאשר ממשיכה מניפת הסחף של הנהר ומתארכת גם תחת מי הים אליו נשפך הנהר, נוצרת במקום דלתה. הדלתה יכולה להיות מוצפת כולה, או שיהיו בה מספר ערוצים המגיעים לים כל אחד בדרכו. כאשר נוצרת דלתה בעלת מספר ערוצים, מפתח לעיתים כל ערוץ מניפת סחף משלו, עליה עשויה להתפתח אחר כך דלתה, והדלתה הראשית תהפוך לדלתה בעלת זרועות. במקומות שבהם עובר בים זרם תת-ימי סמוך לשפך, עשוי הזרם למשוך חלק מהסחף, להאריך את הדלתה למניפה צרה ומארכת, כשבינה ובין החוף נותרת לגונה צרה וארוכה. לעיתים נסגרת הלגונה סופית על ידי מניפת הסחף, ומימיה הופכים עם הזמן להיות מתוקים, עקב ניתוק הקשר עם הים ושקיעת המלחים.

עם המשך השקעת הסחף במניפה, גדלה הדלתה לשני הכיוונים. מחד, תוספת הסחף מאריכה את הנהר לכיוון הים, אך הארכת הנהר גורמת לירידת השיפוע שלו, דבר הגורר ירידה במהירות המים, והשקעת סחף במקומות יותר קרובים למעלה הנהר. עם נסיגתו של שפך הנהר לעבר המעלה שלו, עולה חזרה המהירות, והסחף חוזר להיות מושקע בסופה של הדלתה, בצד הפונה אל הים.

פלורה
הנהרות מספקים מים רבים וזמינים לצמחים הצומחים בסביבתם, לפיכך עשירים אזורי הנהרות בצמחים רבים ומגוונים. צמחי הנהרות צומחים בחגורות - כל טיפוס של צומח גדל בנפרד, במרחק קבוע מהנהר. חלוקה כזו לחגורות, קיימת בכל מקום שבו יש חלוקה מסודרת של התנאים האקולוגיים סביב מקום מסוים - מלחות (אדמות העשירות במלח), חופי ים והרים. בחגורות החיצוניות, צומחים צמחים הזקוקים לכמויות מים רבות, אך אינם מתאימים לתנאי הצפה, בחגורות הבאות צמחים המתאימים להצפות מפעם לפעם, בפנימיות יותר צמחי מים מזדקרים, והלאה - צמחי מים צפים וצמחי מים טבולים.
 צמחי מים מזדקרים, הם צמחים שאבריהם התחתונים צומחים בתוך המים, ואבריהם העליונים מזדקרים מעליהם.
 צמחי מים צפים, הם צמחים שגופם או עליהם צפים על פני המים.
 צמחי מים טבולים הם צמחים שכל גופם במים או שרק פרחיהם צפים מעליהם.
קיומם של צמחי המים, תלוי הרבה בטיב מי הנהר; בכמות החמצן המומסת בהם, בשיעור חומרי המזון במים, ומהירות זרימתו של הנהר. צמחי המים והצמחים המתאימים להצפה מתאפיינים ברקמות אוורור בצמח, המאפשרות לו לנשום תחת המים, ריבוי של כלורופלסטים ברקמות הצמח החיצוניות, מערכות הובלת מים חלשות יותר, מערכת שורשים חלשה יותר, ולעיתים חסרה לחלוטין. כמו כן, מתאפיינים צמחי המים בתקופות צמיחה מאוחרות יותר ובכושר רבייה וגטטיבי (ריבוי באמצעות התפתחות מניצני רבייה בענפים או בשורשים).

בצמחים הצומחים בחגורות החיצוניות של צומח הנהר חסרות תכונות אלו, והם למעשה צמחי יבשה "מפונקים" - הזקוקים לכמויות מים גדולות מהרגיל. צמחי נהרות אחדים, מתאפיינים בכושר אידוי מים גבוה ביותר. כזה הוא למשל האשל הזקוק לתכונה זו כדי להיפטר מכמויות מלח גדולות הנמצאות בקרקע באזורי צמיחתו. תכונה זו גורמת לבזבוז מים רב, ואקולוגים מחפשים דרכים להגבלת צמיחתם או לעקירתם של צמחים אלו, כדי לחסוך במימיהם של נהרות במקומות שבהם מהווים המים גורם מגביל.

פאונה

חסרי חוליות
רוב חסרי החוליות בנהר הם חרקים. מגוון מיני החרקים בנהר הוא עצום, והם מאכלסים כמעט כל בית גידול, כולל שטח הפנים של אבנים, בתוך קרקע הנהר, זרם המים עצמו, ושטח פני המים. החרקים פיתחו לעצמם מגוון אסטרטגיות להתמודדות עם זרימת הנהר. חלקם תופסים מחסה מהזרם על ידי הסתתרות בין אבנים או מתחת לפני הקרקע. כאשר הזרימה חזקה במיוחד, ישנן מגוון אדפטציות מורפולוגיות, כמו טפרים מיוחדים המשמשים לאחיזה, אמצעים לשאיבת מים, ומבני גוף שטוחים.

חסרי חוליות נוספים המצויים בנהר הם רכיכות וסרטנאים שונים. כמו רוב היצרנים, לעיתים קרובות גם חסרי החוליות בנהר תלויים בזרם, לצורך אספקת חמצן ומזון. חשיבותם של יצורים אלה בשרשרת המזון היא רבה, הן כצרכנים והן כטרף.

בעלי חוליות
דגים הם ככל הנראה בעלי-החיים הידועים ביותר בנהר. היכולת של מין מסוים של דג לחיות במים זורמים, תלויה במהירות בה הוא יכול לשחות, ובפרק הזמן בו הוא יכול להמשיך לשחות באותה מהירות מקסימלית. יכולת זו משתנה מאוד בין מינים שונים, וקשורה לבית הגידול בו הדג יכול לשרוד. שחייה רצופה צורכת כמויות אדירות של אנרגיה, ולכן דגים מבלים רק זמן מועט בתוך זרם המים. רוב הזמן הם נשארים בקרבת הקרקעית או הגדה, מאחורי מעצורי זרימה, כשהם מוגנים מפני הזרם; הם שוחים בזרם רק לצורך אכילה או החלפת מיקום. מינים מסוימים הסתגלו למחיה על הקרקעית בלבד, ולעולם אינם חוברים אל זרם המים. דגים אלה בעלי צורה שטוחה, ולעיתים קרובות עיניהם נמצאות מעל הראש, כדי לסקור את השטח שמעליהם. לחלקם יש גם איברי חישה מתחת לראש, המסייעים לחוש את הקרקעית.

מערכות אקוואטיות על-פי רוב מובילות מאחת לשנייה, ומתחברות לבסוף אל האוקיינוס (מעיין-נחל-נהר-אוקיינוס); בהתאם, לדגים רבים יש מחזור חיים הכולל שלבים מסוימים במים מתוקים, ואחרים במים מלוחים. הסלמון, למשל, נולד ומתפתח במים מתוקים, ועובר למים מלוחים בתור בוגר. צלופחים נולדים ומתפתחים במים מלוחים, ועוברים למים מתוקים כבוגרים.

בעלי-חוליות נוספים החיים בנהר כוללים דו-חיים (כגון סלמנדרות), זוחלים (כגון נחשים, צבים ותנינים), מגוון מיני ציפורים, ויונקים (כגון לוטרות, ביברים, היפופוטמים, ודולפיני נהר). למעט מספר קטן של מינים, יצורים אלה אינם צמודים אל המים כמו הדגים, אלא מבלים חלק מזמנם בבתי גידול יבשתיים. מינים רבים של דגים הם חשובים בתור צרכנים ובתור טרף עבור בעלי החוליות הגדולים יותר, המוזכרים לעיל.

הנהר והאדם

הנהר מספק לאדם רבים מצרכיו החשובים. החל ממים לשתייה ולהשקיית השדות, דרך מים לרחיצה ולכביסה, דגים ואדמת סחף פורייה, וכלה בנתיבי הובלה, ואנרגיה להנעת טחנות מים ותחנות כוח הידרואלקטריות. תכונותיהם המועילות של הנהרות, כמו גם הנזקים העלולים להגרם מהם (שיטפונות) עודדו את תושבי אזור הנהר לפתח את תרבותם, כישוריהם וידיעותיהם.

התרבויות הקדומות ביותר, קמו על גדותיהם של נהרות גדולים. התרבות המצרית העתיקה התפתחה על גדתו של נהר הנילוס. ההיסטוריון היווני הרודוטוס, קורא למצרים "מתנת הנילוס", והיא אכן כזו. הנילוס עולה על גדותיו כל שנה, לקראת סוף חודש יוני, לקראת סוף ספטמבר מתמלא בסחף כהה, ובסוף אוקטובר, משאיר בכל שטח התפשטותו שכבה של אדמת סחף עשירה ופורייה. כל החקלאות המצרית הייתה תלויה באדמת הנילוס ובמימיו, והיישובים המצריים התרכזו סמוך לגדותיו. התרבות המצרית נתנה לעולם את לוח השנה בן 365 הימים, אותו למדה מהתנהגותו העקבית של הנילוס. גם שיטות בנייה חדשות התפתחו על גדות הנילוס - הסכר הראשון בעולם, נבנה במצרים בערך במאה השישית לפני הספירה.

תרבויות אחרות, חשובות לא פחות, הן התרבויות האכדית והשומרית, שהתפתחו במסופוטמיה על גדותיהם של הפרת והחידקל. נהרות אלה לא היו עקביים וצפויים כמו הנילוס, ואף שיטפונותיהם היו קשים יותר. תנאי המקום אלצו את תושבי המקום לפתח כ-5,000 שנה לפני זמננו דרכים מיוחדות למניעת הצפות ושיטפונות, להשקיה, ואף לאספקת מים בתוך הערים ובניית תעלות לסירות. השימוש הרב בנהר, ויחסי האנוש הכרוכים בכך, הביאו את הבבלים, ראשוני המחוקקים בעולם העתיק, לצרף לקובצי החוקים שלהם תקנות מיוחדות המסדירות את השימוש בנהר ובמימיו.

גם על גדותיו של נהר האינדוס בהודו ובפקיסטן התפתחה אחת התרבויות החשובות בעולם - תרבות עמק האינדוס. בתרבות זו, שהתפתחה לפני כ-8,500 שנה, היו למעלה מחמישים ערים, חיים חקלאיים מפותחים ומדע מתקדם. בערים הגדולות, האראפה ומואנג'ודארו היו בתים בני שתי קומות, תכנון ערים מפותח, ומערכות סניטציה עירונית מהראשונות בעולם.

גם על הנהר הצהוב, בסין, פרחה תרבות עתיקה, אחת התרבויות העתיקות ביותר בעולם. הנהר, ששיטפונותיו קשים ביותר, והוא אף כונה "יגונה של סין", אילץ את התושבים לפתח שיטות התגוננות נגד זרמי המים העזים, ושם הייתה תרבות מפותחת כבר לפני כ-7,000 שנה.

לא רק על התרבות החומרית השפיעו הנהרות, אלא גם על תרבות הרוח של תושביהם. ידוע בעיקר נהר הגנגס בהודו - מי הנהר נחשבים קדושים להינדואיזם, ואנשים רבים עולים אליו לרגל, שותים את מימיו ורוחצים בו, או עולים לרגל למקורות הנהר בהרי ההימלאיה.

הנהר והעיר

כאמור, היווה הנהר מנוף להתפתחות וצמיחה של תרבויות. במהלך כל ההיסטוריה האנושית, עד העידן התעשייתי, התפתחו ערים רבות לאורך נהרות, ועל שפכי נהרות לים. העובדה שנהר היה יכול לספק צרכים רבים של האדם גרם לכך שההתיישבות לאורכו הייתה נוחה יותר. כפרים קטנים שהוקמו ליד נהרות שגשגו והפכו לאורך השנים לערים גדולות ומצליחות. עם התפתחות של עיר גדולה על גדות נהר מסוים, הפך הנהר לעורק תחבורה ראשי המקשר בין העיר לערים אחרות או לכפרים והעיירות שמסביב לה, בדומה לכבישים המהירים המודרניים. נהרות ראשיים רבים מקשרים בין ערים גדולות וחשובות מסיבה זו בדיוק. נהר הדנובה לדוגמה, מקשר בין ארבע ערי בירה אירופאיות ועוד ערים רבות אחרות בכמה מדינות שונות. נהר הנילוס מקשר בין רוב הערים הגדולות במצרים וערים רבות נוספות גם במדינות אפריקאיות דרומיות יותר.

התפתחות העיר עצמה ליד הנהר נעשה בדרך כלל בהדרגתיות לאורך מאות שנים. מודל ההתפתחות של ערים כאלו דומה מאוד גם במקומות שונים בעולם ובעיקר ביבשת אירופה. רוב הערים צמחו מתוך גרעין כפרי קטן שהוקם על אחת מגדות הנהר. ככל שהעיר התרחבה ואוכלוסייתה גדלה, התפשט השטח הבנוי סביב הגרעין ונעצר על שפת הנהר. בנקודת זמן כלשהי בחייה, הגיעה העיר למצב בו הייתה מספיק גדולה ועשירה כדי לחצות את הנהר. כאשר בתים חדשים שנבנו בשולי העיר היו רחוקים מדי ממרכזה עד כדי כך שהיה נוח יותר עבור תושבי העיר לחצות את הנהר מול מרכז העיר, החלה להתפתח העיר לכל הכיוונים ומשתי גדות הנהר סביב גרעינה. במסגרת תהליך זה נבנו גשרים שקישרו בין גדות הנהר ויצרו רציפות עירונית למרות הנהר שחוצה את העיר במרכזה. ערים רבות שגדלו באופן זה אף הרחיבו את חומות העיר מדי כמה דורות כדי להגן על שטח גדול ככל האפשר של העיר ולכדו את הנהר בשטח שבין החומות.

מהמצאת הרכבת השתנה השימוש העירוני בנהר וערים חדשות התפתחו דווקא סביב מסילות ברזל או כבישים מודרניים. עם זאת, מרכזי ערים מסורתיים של ערים שהתפתחו סביב נהרות נשארו פחות או יותר המרכז גם בעידן המודרני.

הנהרות הארוכים בעולם
זוהי רשימה של הנהרות הארוכים ביותר בעולם הנשפכים לים (ולא לנהר אחר), באורך יורד. לרשימה מורחבת יותר ראו .

ראו גם
 רשימת נהרות

לקריאה נוספת
 יצחק שטנר, גאומורפולוגיה: העיצוב החיצון של התבליט, ירושלים: קריית ספר, תש"ל.

קישורים חיצוניים 

 על פיתולי נהרות והמודל המתמטי של תופעה זו
 נחלים -נחל אַכְזָב ונחל אֵיתָן

הערות שוליים

גופי מים