Quantitative Geomorphology

Document Sample
Quantitative Geomorphology Powered By Docstoc
					Quantitative Geomorphology 
Bodo Bookhagen (bodo@icess.ucsb.edu) 
195BB / 288BB Quantitative Geomorphology, M, W 9:30‐10:45, TD 2600 
Lab1: M 5:00‐8:00, ELLSN 2610 
Lab2: W 5:30‐8:30, ELLSN 2610 
Office hours: W 5‐6 pm, ELLSN 6708 (ICESS) 

Syllabus 
Sept 29 (M) Introduction to Geomorphology (Overview and History) 
        Lab 1: Introduction to Matlab, ’Megageomorphology’, viewing digital elevation models, the 
        importance of scale, creating hypsometric curves of continents, area (km2) of each continent, 
        mean, maximum elevation, slope, using global precipitation and temperature data to identify 
        potential relations between climatic parameters and landscape shape 
Oct 1 (W) Concepts of equilibrium, Internal and External Forces, Tectonic Forces (Tectonic 
        Geomorphlogy), Climatic Forces (Climatic Geomorphology). Suggested Reading: Chapter 2 
        (Internal Forces and Climate) of Process Geomorphology (4th edition) 
Oct 6 (M) Introduction to DEMs (types of DEMs and data storage) 
Oct 8 (W) Chemical Weathering I (principles and types). Suggested Reading: Chapter 3 (Chemical 
        Weathering and Soils) of Process Geomorphology (4th edition) 
Oct 13 (M) Chemical Weathering II (Weathering Indices and Soils) Suggested Reading: Chapter 3 
        (Chemical Weathering and Soils) of Process Geomorphology (4th edition) 
Oct 15 (W) Physical Weathering I (principles and types) Suggested Reading: Chapter 4 (Physical 
        Weathering, Mass Movement, and Slopes) of Process Geomorphology (4th edition) 
        Lab 2: Using Mars MOLA topographic data to compare Earth and Mars’ surface characteristics, 
        calculating increase in surface area  
Oct 20 (M) Physical Weathering II (shear and normal stresses, factor of safety) Suggested Reading: 
        Chapter 4 (Physical Weathering, Mass Movement, and Slopes) of Process Geomorphology (4th 
        edition) 
        Lab 3: Factor of Safety calculation, shear strength, slope stability, Mohr’s Circle of Stress 
        (Coulomb Criterion) 
Oct 22 (W) No class  
Oct 27 (M) Hillslope Processes I (heave and creep, mass continuity, diffusion) Suggested Reading: 
        Chapter 4 (Physical Weathering, Mass Movement, and Slopes) of Process Geomorphology (4th 
        edition) 




                                                                                                         1 
        Lab 4: Factor Hillslope transport and diffusion, using Matlab to solve scarp diffusion analytical 
        and numerical, including Taylor‐series approximation and numerical diffusion schemes. 
Oct 29 (W) Hillslope Processes II (landslides, debris flows) Suggested Reading: Chapter 4 (Physical 
        Weathering, Mass Movement, and Slopes) of Process Geomorphology (4th edition) 
Nov 3 (M) Hillslope Processes III (hillslope morphology, hillslope retreat) Suggested Reading: Chapter 4 
       (Physical Weathering, Mass Movement, and Slopes) of Process Geomorphology (4th edition) 
Nov 5 (W) Fluvial Processes I (hydrographs, flow velocity and dimensionless flow parameters) Suggested 
       Reading: Chapter 6 (Fluvial Processes) of Process Geomorphology (4th edition) 
Nov 10 (M) midterm exams 
        Lab 5: Overland flow and flow velocity of water. Solving the continuity equation for overland 
        flow, and relating water‐flow speed and depth using the Darcy‐Weisbach and Manning 
        equation. 
Nov 12 (W) Fluvial Processes II (sediment transport, incipient motion) Suggested Reading: Chapter 6 
        (Fluvial Processes) of Process Geomorphology (4th edition) 
Nov 17 (M) Fluvial Processes III (settling of sediments, channel patterns, fluvial landforms) Suggested 
        Reading: Chapter 6 (Fluvial Processes) and Chapter 7 (Fluvial Landforms) of Process 
        Geomorphology (4th edition) 
        Lab 6: Sediment‐Settling velocities, dune‐crest propagation 
Nov 19 (W) Drainage Basins I, Initiation of channels, Specific Stream Power, Drainage Basin Sediment 
        budgets Suggested Reading: Chapter 5 (The Drainage Basin – Development, Morphometry, and 
        Hydrology) of Process Geomorphology (4th edition) 
Nov 24 (M) no class  
        Lab 7: Flow‐routing algorithms (D8 and Infinity) in Matlab and applying to two different scale 
        DEMs for the Santa Barbara area (10 vs. 30m). Channel definition, channel‐slope calculation, 
        specific stream power calculation 
Nov 26 (W) Drainage Basins II, Scaling laws, fluvial erosion within a river network Suggested Reading: 
        Chapter 5 (The Drainage Basin – Development, Morphometry, and Hydrology) and 7 (Fluvial 
        Landforms) of Process Geomorphology (4th edition)  
Dec 1 (M) Glacial Erosion, Deposition, and Landforms Suggested Reading: Chapter 10 (Glacial Erosion, 
        Deposition, and Landforms) and 11 (Periglacial Processes and Landforms) of Process 
        Geomorphology (4th edition) 
Dec 3 (W) Review session 
Dec 8 (M) finals week 
End: December 5, Finals 8‐13 December 2008 



                                                                                                             2