Cydbwysedd

(Saesneg: equilibrium)

Mae hwn yn gysyniad sydd yn cael ei ddefnyddio mewn astudiaethau o systemau agored amgylcheddol, h.y. systemau lle mae’r cyfeintiau o egni neu fater sydd wedi eu storio yn y system, wedi eu haddasu fel bod mewnbwn, trwygyrch ac allbwn wedi eu cydbwyso. Mewn system afonol, er enghraifft, diffinnir cydbwysedd fel arfer fel balans rhwng erydiad a dyddodiad. Mae’r balans yma yn cael ei gynnal drwy newidiadau morffolegol yn yr afon sydd yn sicrhau dilyniant yn y system gludo dyddodion.

Os yw system mewn cydbwysedd statig yna nid oes newid yn digwydd yn y system. Mae’r stad yma yn brin. Mewn systemau naturiol, mae cydbwysedd stad gyson (steady state equilibrium) yn fwy cyffredin, lle mae’r system yn newid o gwmpas cymedr sydd yn statig. Mewn system sydd yn arddangos cydbwysedd newidiol neu ddeinamig (dynamic equilibrium) mae’r system yn newid o gwmpas cymedr sydd yn newid.

Mae hanes hir yn perthyn i’r cysyniad o gydbwysedd mewn llenyddiaeth geomorffolegol a pheirianyddol. Prif ddiddordeb peirianwyr hydrolig yw dylunio sianeli sydd yn mynd i fod yn sefydlog. Amlygwyd hyn gan waith ‘theori gyfundrefn’ a ddatblygwyd gan beirianwyr Eingl-Indiaidd wrth iddyn nhw ddefnyddio hafaliadau empirig er mwyn dylunio sianeli dyfrhau sefydlog yn y bedwaredd ganrif ar bymtheg. Mae geomorffolegwyr wedi dangos mwy o ddiddordeb mewn ymddygiad afonydd naturiol wrth iddyn nhw agosáu at, a chyrraedd cydbwysedd dros gyfnodau hwy o amser fel arfer. Cyn 1950, roedd cydbwysedd yn cael ei ddisgrifio gan geomorffolegwyr mewn modd ansoddol. Diffiniodd Mackin (1948) afon mewn cydbwysedd fel afon sydd, dros gyfnod o amser yn addasu er mwyn cyflenwi’r union gyflymder sydd ei angen arni ar gyfer cludo’r deunydd sydd yn cael ei gyflenwi o’r basn afon, gydag arllwysiad a nodweddion sianel arbennig. Mae’r dull modern o edrych ar gydbwysedd yn fwy meintiol, ac yn deillio o waith ar geometreg hydrolig. Nid yw hyn yn diffinio cydbwysedd union, ond yn awgrymu bod afonydd yn newid er mwyn datblygu ymddygiad cymedrig y mae modd ei adnabod. Fe gafodd addasiadau i siâp y croestoriad a phatrwm sianel fwy o sylw fel dulliau o gyrraedd cydbwysedd, a rhoddwyd mwy o bwyslais ar ddeinameg yr addasiadau hynny yn hytrach na sefydlogrwydd proffil neu siâp y sianel.

Mae afonydd yn medru cyrraedd cydbwysedd orau, ar unrhyw raddfa rhwng newidiadau byrdymor a newidiadau hirdymor sy’n gysylltiedig ag esblygiad y tirlun, drwy ddatblygu patrwm sianel rheolaidd sydd wedi ei haddasu i reolaethau allanol. Fodd bynnag, er mwyn gwybod a yw system yn medru addasu i gyrraedd rhyw fath o gydbwysedd, mae’n rhaid (1) gwybod faint o amser y mae afonydd yn ei gymryd er mwyn creu ffurfiau nodweddiadol, a (2) yr amser y mae’r ffurfiau hynny yn debygol o oroesi. Mae cydrannau gwahanol o siâp y sianel yn newid ar raddfeydd amserol gwahanol, felly bydd y ddau amser yma yn amrywio o gydran i gydran. Mae addasiad hefyd yn dibynnu ar raddfa a gwrthiant y system, ac felly bydd addasiad tuag at gydbwysedd yn amrywio rhwng afonydd ond hefyd rhwng hydoedd gwahanol ar yr un afon.

Llyfryddiaeth

Charlton, R (2009) Fundamentals of fluvial geomorphology, Routledge, Abingdon, 223 tt.

Knighton, D. (1998) Fluvial forms and processes: a new perspective, Arnold, Llundain, 376tt.

Mackin, J.H. (1948) Concept of the graded river, Bulletin of the Geological Society of America, 59(5), 463-512.