Ett vattenfall fylls inte på från någon dold vattenkälla vid kanten. Det är en brant del av en älv, å eller bäck som samlar vatten från ett stort område uppströms. Vattnet faller ned i en bassäng och fortsätter sedan vidare genom ett utlopp. Därför tar vattenfallet normalt inte slut – och därför blir det inte heller ständigt mer och mer vatten i sjön nedanför.
När man står framför ett stort vattenfall kan mängden vatten verka nästan oförklarlig. Tusentals liter passerar kanten, sekund efter sekund, utan att något synligt förråd töms. Förklaringen finns sällan precis intill fallet. Vattnet kan ha samlats in från regn, snö, sjöar och mindre bäckar många mil bort.
Ett vattenfall är en brant del av ett vattendrag
Ett vattenfall är inte ett eget, slutet vattensystem. Det är en plats där ett rinnande vattendrag plötsligt möter en kraftig nivåskillnad.
Vattnets väg kan förenklas så här:
- Regn eller snö faller över ett landområde.
- Vattnet rinner genom marken, bäckar och sjöar.
- Flera mindre flöden samlas i en större å eller älv.
- Vattendraget når en brant bergkant.
- Vattnet faller ned och fortsätter sedan vidare nedströms.
Gravitationen är motorn i systemet. Vatten rör sig från högre mark mot lägre mark och fortsätter i normalfallet ända tills det når en större sjö eller havet.
Vid själva vattenfallet omvandlas vattnets lägesenergi till rörelse. Det är därför vattnet accelererar, slår hårt mot berget och skapar så mycket ljud, stänk och turbulens. Samma grundprincip används när man omvandlar fallande eller strömmande vatten till elektricitet. Läs mer om hur vattenkraft fungerar.
Varifrån kommer allt vatten?
Vattnet i ett vattenfall kommer från dess avrinningsområde. Det är hela det landområde där vatten rinner åt samma sjö, bäck eller älv.
Avrinningsområdet kan vara mycket större än den del av naturen som syns från vattenfallet. Ett mäktigt flöde kan bestå av vatten från skogar, fjäll, myrar, sjöar och dalgångar långt bort.
Vattnet kan komma från flera håll:
- regn som har fallit nyligen
- snö som smälter i högre terräng
- sjöar och våtmarker uppströms
- mindre bäckar och biflöden
- vatten som lagrats i marken
- grundvatten som långsamt sipprar ut i vattendraget
Det innebär att ett vattenfall kan fortsätta vara kraftigt även när solen skiner och det inte har regnat på flera dagar. Vattnet som passerar kan ha fallit som regn långt tidigare eller lagrats som snö under hela vintern.
Grundvattnet håller flödet vid liv
En del regnvatten rinner snabbt över markytan och når vattendragen nästan omedelbart. En annan del tränger ned i marken och rör sig långsamt genom jord och berg.
När grundvatten senare sipprar ut i bäckar och älvar skapas ett jämnt tillskott som brukar kallas basflöde. Det är en viktig förklaring till att många vattenfall fortsätter rinna under torra perioder.
Sjöar och våtmarker kan också fungera som naturliga magasin. De fångar upp vatten när tillrinningen är stor och släpper sedan ut det mer gradvis. På så sätt blir flödet jämnare än om allt regnvatten hade nått vattenfallet samtidigt.
Varför tar inte vattenfallet slut?
Ett vattenfall kan ta slut tillfälligt, men inte därför att själva fallkanten har tömts. Det slutar rinna när vattendraget uppströms inte längre får tillräckligt med vatten.
Ett mindre vattenfall kan torka ut under en lång torrperiod. Ett vattenfall som främst matas av snösmältning kan vara mycket kraftigt på våren men nästan försvinna senare på sommaren.
Större vattenfall ligger vanligtvis i större vattendrag med omfattande avrinningsområden. Där kommer vatten från så många olika håll att flödet ofta fortsätter året runt.
Vattnet återanvänds dessutom genom vattnets kretslopp. Vatten avdunstar från hav, sjöar, mark och växter, bildar moln och faller senare tillbaka som regn eller snö. Det finns alltså inget oändligt förråd ovanför vattenfallet, men samma vatten cirkulerar genom naturen om och om igen.
Varför svämmar inte sjön nedanför över?
Det som ser ut som en sjö under ett vattenfall är ofta en fallbassäng: en djupare del av samma vattendrag som har gröpts ur av det fallande vattnet.
Bassängen har normalt ett utlopp. Vattnet kommer in genom vattenfallet, passerar bassängen och fortsätter sedan ut i älven nedströms.
Principen påminner om ett badkar där både kranen och avloppet är öppna. Så länge ungefär lika mycket vatten lämnar badkaret som kommer in förändras nivån väldigt lite.
Samma sak sker under vattenfallet:
- vatten faller ned i bassängen
- vatten lämnar bassängen genom utloppet
- vattennivån stabiliseras när inflöde och utflöde är ungefär lika stora
Ett enkelt räkneexempel är att 100 kubikmeter vatten kommer in under en viss tid och ungefär 100 kubikmeter rinner vidare. Då lagras nästan inget extra vatten i bassängen, trots att vatten hela tiden passerar.
Är det en riktig sjö nedanför fungerar den enligt samma grundprincip. Den tar emot vatten från vattenfallet, andra vattendrag, regn och grundvatten. Samtidigt försvinner vatten genom sjöns utlopp och genom avdunstning. Det brukar beskrivas som sjöns vattenbalans, vilket även förklaras i SMHI:s genomgång av sjöarnas vattenbalans och omsättningstid.
Kan området ändå svämma över?
Ja. Om betydligt mer vatten kommer in än vad utloppet klarar att transportera bort stiger vattennivån.
Det kan hända vid:
- kraftiga eller långvariga regn
- snabb snösmältning
- vattenmättad eller frusen mark
- isproppar och andra hinder nedströms
- höga nivåer i anslutande sjöar och vattendrag
När nivån stiger ökar ofta också flödet genom utloppet. Ett högre vattenstånd skapar ett större tryck och gör att mer vatten kan passera. Men om tillrinningen är tillräckligt stor kan vattnet ändå nå över sina normala gränser och översvämma stränderna.
Vattenfallets bassäng blir alltså inte fullare för varje dag, men vattennivån kan variera kraftigt beroende på väder och årstid.
Hur bildas ett vattenfall?
Många vattenfall bildas där ett vattendrag passerar bergarter som har olika motståndskraft.
Det översta berglagret kan vara hårt och tåligt, medan berget under är mjukare och lättare att slita bort. Vattnet eroderar då det mjuka berget snabbare. Med tiden uppstår en allt tydligare kant.
Processen sker ofta steg för steg:
| Steg | Vad händer? |
|---|---|
| 1 | Vattnet rinner över bergarter som eroderas olika snabbt |
| 2 | Det mjukare berget slits bort snabbare |
| 3 | En tydlig fallkant bildas |
| 4 | Berget under kanten undermineras |
| 5 | Delar av kanten rasar och vattenfallet flyttas |
Vattnet arbetar inte ensamt. Sand, grus och stenar som följer med strömmen slår och skrapar mot botten. Materialet fungerar ungefär som slipmedel och gör erosionen kraftigare.
Nedanför fallet skapar det nedstörtande vattnet starka virvlar. Stenar kan snurra runt på botten och gröpa ur berget. På så sätt bildas den djupa fallbassäng som ofta syns under vattenfallet.
Vattenfall kan flytta sig
Ett vattenfall kan se orubbligt ut, men det förändras hela tiden.
När det mjukare berget under fallkanten eroderas blir det hårdare lagret ovanför utan stöd. Till slut bryts stora block loss och rasar ned. Fallkanten hamnar då en liten bit längre uppströms.
Processen kan upprepas under tusentals år. Vattenfallet drar sig långsamt bakåt och lämnar en ravin eller kanjon efter sig.
Hur snabbt det går beror bland annat på:
- bergartens hårdhet
- vattenflödets storlek
- mängden sten och grus i vattnet
- frostsprängning
- sprickor i berget
- hur ofta extrema flöden inträffar
På mycket lång sikt kan vattenfallet bli lägre, övergå i forsar eller försvinna när höjdskillnaden har jämnats ut.
Alla vattenfall har inte bildats på samma sätt
Skillnader mellan hårda och mjuka bergarter är en vanlig förklaring, men vattenfall kan också uppstå på andra sätt.
Glaciärer kan skapa hängande dalar, där en mindre dal mynnar högt ovanför en djupare huvuddal. När vatten rinner ut ur den högre dalen bildas ett vattenfall.
Jordskalv och förkastningar kan förändra markens höjd och skapa ett plötsligt stup i ett vattendrag. Ras, vulkanisk lava eller andra naturliga hinder kan också leda om vatten och skapa nya fall.
Vissa vattenfall har dessutom påverkats kraftigt av människor genom dammar, reglering och vattenkraft. Där kan flödet vara betydligt jämnare eller svagare än det skulle ha varit i ett helt naturligt vattendrag.
Varför är vattenfallet olika kraftigt under året?
Vattenmängden följer tillrinningen i avrinningsområdet.
I områden med mycket snö är vattenfallet ofta som kraftigast på våren eller försommaren. När temperaturen stiger smälter stora mängder snö på kort tid och vattnet samlas i bäckar och älvar.
Efter skyfall kan flödet öka snabbt, särskilt om marken redan är mättad och inte kan suga upp mer vatten. Under en torr sommar kan samma vattenfall bli betydligt smalare.
Ett stort avrinningsområde reagerar ofta långsammare än ett litet. I en liten bäck kan vattennivån stiga nästan omedelbart efter ett skyfall. I en stor älv kan vattnet behöva flera dagar för att färdas från de mest avlägsna delarna av avrinningsområdet till vattenfallet.
Varför bildas dimma och regnbågar?
När vattnet träffar berget och bassängen splittras det i små droppar. En del droppar är så små att de blir svävande i luften och bildar ett moln av vattenstänk eller dimma.
Om solljuset träffar dropparna i rätt vinkel kan en regnbåge uppstå. Ljuset bryts när det går in i vattendroppen, reflekteras inne i droppen och bryts igen när det lämnar den.
För att regnbågen ska synas behöver betraktaren normalt ha solen bakom sig och vattendropparna framför sig. Därför kan en regnbåge vara tydlig från en utsiktsplats men osynlig från andra sidan av samma vattenfall.
Vanliga frågor om vattenfall
Är det alltid en sjö nedanför ett vattenfall?
Nej. Det är ofta en djup fallbassäng i samma älv eller bäck. Vattnet fortsätter direkt vidare genom ett utlopp nedströms.
Kan ett vattenfall torka ut?
Ja. Mindre eller säsongsberoende vattenfall kan försvinna under torrperioder. Större vattenfall fortsätter oftare året runt eftersom de matas av större avrinningsområden, sjöar och grundvatten.
Kan ett vattenfall frysa?
Delar av det kan frysa, särskilt mindre vattenfall och vattenstänk längs klipporna. I stora vattenfall fortsätter ofta vatten att strömma bakom eller under isen.
Finns det en grotta bakom alla vattenfall?
Nej. Vissa vattenfall har ett överhäng eller ett urholkat område bakom vattnet eftersom det mjukare berget har eroderats. Vid många vattenfall finns ingen tillgänglig grotta alls.
Kan ett vattenfall flytta sig?
Ja. När berget under fallkanten eroderas och rasar kan kanten långsamt förskjutas uppströms.
Tar vattnet slut när snön har smält?
Inte nödvändigtvis. Regn, sjöar, våtmarker och grundvatten kan fortsätta mata vattendraget. Men flödet kan bli betydligt svagare senare under året.
Ett genomströmningssystem, inte en behållare
Det enklaste sättet att förstå ett vattenfall är att se hela vattnets väg.
Vatten samlas över ett stort område, rinner samman i ett vattendrag, passerar en brant nivåskillnad och fortsätter sedan vidare. Bassängen nedanför är inte en hink som saknar avlopp, utan en del av samma flödande system.
Så länge vatten tillförs uppströms fortsätter vattenfallet att rinna. Så länge vattnet kan lämna området nedströms blir sjön eller bassängen inte ständigt fullare. När inflödet tillfälligt blir större än utflödet stiger däremot nivån – och då kan även ett vattenfall orsaka översvämningar.