ในทางธรณีสัณฐานวิทยาจุดหักเหหรือจุดเปลี่ยนความลาดชัน (จากภาษาเยอรมันKnickซึ่งหมายถึงการหักเลี้ยวอย่างฉับพลัน^{[ 1 ]} ) คือส่วนหนึ่งของแม่น้ำหรือร่องน้ำที่มีการเปลี่ยนแปลงความลาดชันของพื้นร่องน้ำ อย่างฉับพลัน เช่นน้ำตกหรือทะเลสาบจุดหักเหสะท้อนถึงสภาพและกระบวนการที่แตกต่างกันในแม่น้ำ ซึ่งมักเกิดจากการกัดเซาะ ก่อนหน้านี้ เนื่องจากธารน้ำแข็งหรือความแปรปรวนของหินใน แบบจำลอง วัฏจักรการกัดเซาะจุดหักเหจะเคลื่อนไปหนึ่งวัฏจักรขึ้นไปทางต้นน้ำหรือเข้าไปในแผ่นดิน แทนที่วัฏจักรเก่า^{[ 2 ]}จุดหักเหที่เกิดขึ้นที่ต้นน้ำ (ส่วนที่อยู่ไกลที่สุดทางต้นน้ำ) ของร่องน้ำเรียกว่าหัวตัด^{[ 3 ]}หัวตัดที่ส่งผลให้เกิดการกัดเซาะไปทางต้นน้ำเป็นลักษณะเด่นของลักษณะการระบายน้ำที่ขยายตัวอย่างไม่เสถียร เช่น ร่องน้ำที่มีการกัดเซาะอย่างต่อเนื่อง^{[ 4 ]}

จุดหักเหยังเกิดขึ้นบนวัตถุดาวเคราะห์อื่นๆ ที่เคยมีหรือปัจจุบันมีของเหลวบนพื้นผิว ได้แก่ดาวอังคาร^{[ 5 ]}และไททัน [ ^{6 ] บน}ดาวอังคาร จุดหักเหมีระดับความสูงร่วมกันซึ่งบ่งชี้ถึงระดับน้ำทะเลร่วมกันสำหรับมหาสมุทรบนดาวอังคารในอดีต^{[ 5 ]} บนไททัน หุบเขาที่อยู่ติดกับ ทะเลไฮโดรคาร์บอนในปัจจุบันแสดงหลักฐานของจุดหักเหและการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลเมื่อเร็วๆนี้^{[ 6 ]}

จุดหักเหเกิดขึ้นจากอิทธิพลของธรณีแปรสัณฐาน ประวัติศาสตร์ภูมิอากาศ และ/หรือลักษณะทางธรณีวิทยา^{[ 7 ]}ตัวอย่างเช่น การยกตัวขึ้นตามแนวรอยเลื่อนที่แม่น้ำไหลผ่าน มักจะส่งผลให้เกิดช่วงที่ลาดชันผิดปกติไปตามลำน้ำ ซึ่งเรียกว่าเขตหักเหการเกิดธารน้ำแข็งที่ส่งผลให้เกิด หุบเขาแขวนมักเป็นจุดสำคัญสำหรับการเกิดจุดหักเห หากลักษณะทางธรณีวิทยาของหินแตกต่างกัน เช่น หินดินดานปะปนกับหินอัคนี การกัดเซาะจะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในหินที่อ่อนกว่ามากกว่าหินที่แข็งกว่าโดยรอบ

ระดับฐานคือระดับความสูงของผิวน้ำที่แม่น้ำไหลลงสู่ในที่สุด ซึ่งโดยปกติคือมหาสมุทร การลดลงของระดับฐานทำให้ระบบแม่น้ำตอบสนองด้วยการกัดเซาะภูมิทัศน์ การกัดเซาะนี้เริ่มต้นที่การก่อตัวของจุดหักเห และการเคลื่อนตัวขึ้นไปทางต้นน้ำขึ้นอยู่กับพื้นที่ระบายน้ำ (และปริมาณน้ำที่ไหลของแม่น้ำ) วัสดุที่มันกัดเซาะ และขนาดของการลดลงของระดับฐาน^{[ 8 ]}

จุดเปลี่ยนความลาดชันของแม่น้ำ (Knickpoints) ประกอบด้วยทั้งน้ำตกและทะเลสาบ ลักษณะเหล่านี้พบได้ทั่วไปในแม่น้ำที่มีความลาดชัน เพียงพอ กล่าวคือ มีการเปลี่ยนแปลงระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเล มากพอ ตลอดความยาวของแม่น้ำที่จะส่งเสริมให้เกิดการกัดเซาะ

ความไม่เสถียรของหินใต้ฐานส่งผลต่อการพัฒนาของแม่น้ำที่ไหลผ่านหินฐาน เนื่องจากน้ำกัดเซาะหินประเภทต่างๆ ในอัตราที่แตกต่างกันน้ำตกวิกตอเรียบนแม่น้ำแซมเบซีเป็นตัวอย่างที่น่าทึ่งของเรื่องนี้ หุบเขาที่มองเห็นได้จากภาพถ่ายดาวเทียมแสดงให้เห็นถึง กระบวนการ กัดเซาะที่อยู่เบื้องหลังการก่อตัวของน้ำตก ที่นี่ หินบนพื้นผิวส่วนใหญ่เป็นหินบะซอล ต์ขนาดใหญ่ที่มีรอยแตกขนาดใหญ่ซึ่งเต็มไปด้วย หินทรายที่ผุกร่อนได้ง่ายซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนจากเส้นทางของแม่น้ำแซมเบซีที่ไหลผ่านพื้นที่ หุบเขาทางตอนล่างของน้ำตกซึ่งน้ำไหลผ่านนั้นถูกกัดเซาะโดยน้ำมาเป็นเวลานาน

ทั่วประเทศนิวซีแลนด์การยกตัวทางธรณีวิทยาและการเกิดรอยเลื่อนมีส่วนสำคัญในการเริ่มต้นและการถอยกลับของจุดหักเหระบบแม่น้ำไวปัวบนเกาะเหนือได้รับการศึกษาและนำมาใช้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อทำนายพฤติกรรมของจุดหักเห^{[ 9 ]}การศึกษาแสดงให้เห็นความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างพื้นที่ระบายน้ำ ต้นน้ำ และอัตราการเคลื่อนตัว โดยสร้างข้อมูลจำลองที่ใกล้เคียงกับข้อมูลที่รวบรวมได้ ระบบแม่น้ำไวปัวกัดเซาะผ่านตะกอนเป็นส่วนใหญ่ ตรงข้ามกับหิน ฐาน

การเปลี่ยนแปลงความลาดชันอย่างฉับพลันเป็นเรื่องปกติในแม่น้ำที่ไหลผ่านภูมิประเทศที่ถูกกัดเซาะอย่างหนักซึ่งเกิดขึ้นหลังจากการถอยร่นของ ธารน้ำแข็ง หุบเขาธารน้ำแข็งรวมถึงการยกตัวของเปลือกโลกอันเป็นผลมาจากการที่มวลน้ำแข็งจากธารน้ำแข็งหายไป ล้วนเป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้

น้ำตกไนแอการาบนพรมแดนระหว่างสหรัฐอเมริกาและแคนาดา เป็นตัวอย่างลักษณะเฉพาะของจุดหักเห น้ำตกมีการเคลื่อนตัวช้าลงจากประมาณ 1 เมตรต่อปีในปี 1900 เหลือเพียง 10 เซนติเมตรต่อปีในปัจจุบัน^{[ 10 ]}น้ำตก โดยเฉพาะน้ำตกเกือกม้ามีความลาดชันมากและเกิดจากการกัดเซาะของธารน้ำแข็ง ทะเลสาบ ทั้งห้าตั้งอยู่ในแอ่งที่ธารน้ำแข็งทิ้งไว้ เนื่องจากเปลือกโลกยังคงดีดตัวอยู่

น้ำตก Bridalveilในหุบเขา Yosemiteรัฐแคลิฟอร์เนีย ไหลลงมาจากขอบหุบเขาที่แขวนอยู่

หลักฐานของจุดเปลี่ยนความลาดชันในทางธรณีวิทยาในอดีตสามารถหลงเหลืออยู่ได้ในรูปทรงของหินฐานใต้ชั้นตะกอนที่ทับถมในภายหลัง รวมถึงในชั้นตะกอนที่ยังคงสภาพเดิมไม่เปลี่ยนแปลงจากการกระทำของมนุษย์หรือสิ่งอื่น ๆ โดยทั่วไปแล้วทะเลสาบจะเต็มไปด้วยตะกอนเมื่อเวลาผ่านไป แต่โดยทั่วไปแล้วน้ำตกมักจะถูกกัดเซาะจนหายไป มีตัวอย่างจุดเปลี่ยนความลาดชันในยุคก่อนประวัติศาสตร์ที่แห้งและเห็นได้ชัดเจนเหลืออยู่ไม่มากนักในปัจจุบัน

น้ำตกดรายฟอลส์ (Dry Falls)ซึ่งเป็นหน้าผาสูงชันยาว 3.5 ไมล์ในตอนกลางของรัฐวอชิงตันเป็นตัวอย่างของจุดหักเหของธารน้ำแข็งโบราณ หลักฐานทางธรณีวิทยาชี้ให้เห็นอย่างชัดเจนว่า น้ำที่ก่อให้เกิดลักษณะทางธรณีวิทยานี้ไหลผ่านที่ราบ ลุ่มแชน เนลดส์สแคบแลนด์ (Channeled Scablands ) โดยไหลทะลักออกมาจากทะเลสาบธารน้ำแข็งมิสซูลา (Missoula)ในช่วงเหตุการณ์ที่รู้จักกันในชื่ออุทกภัยมิสซูลา (Missoula Floods ) และไหลลงสู่หุบเขาแม่น้ำโคลัมเบีย (Columbia River Gorge )

บนแม่น้ำคัมเบอร์แลนด์ตอนบนรัฐเทนเนสซีมีถ้ำ ที่ถูกทิ้งร้างทางอุทกวิทยาหลายแห่ง ซึ่งยังคงมีตะกอนที่แม่น้ำสะสมอยู่ ถ้ำเหล่านี้เป็นหัวข้อของความพยายามในการวัดอัตราการเคลื่อนตัวของจุดหักเหตามแนวแม่น้ำ รวมถึงการประมาณปริมาณน้ำไหลของแม่น้ำเมื่อเวลาผ่านไป^{[ 11 ]}ในภูมิประเทศแบบคาร์สต์ระดับน้ำที่ลดลงของแม่น้ำส่งผลกระทบมากกว่าแค่ช่องทาง น้ำ เนื่องจากไม่มีน้ำไหลที่ระดับใดระดับหนึ่งอีกต่อไป ถ้ำและระดับน้ำใต้ดินจะลดลงในบริเวณนั้นไปสู่ระดับใหม่

เราสามารถเห็นได้ว่าทางระบายน้ำขนาดใหญ่ที่ไหลลงสู่มหาสมุทรทั่วโลกนั้นไหลผ่านผืนดินที่เคยโผล่พ้นน้ำมาก่อน ไม่ว่าจะเนื่องมาจากการทรุดตัวของแผ่นเปลือกโลกการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลหรือปัจจัยอื่นๆ ภาพถ่าย ใต้น้ำ แสดงให้เห็นลักษณะทางธรณีวิทยาใต้น้ำของ ชายฝั่งตะวันตกของสหรัฐอเมริกาเป็นส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพื้นมหาสมุทรนอกชายฝั่งของแม่น้ำในแถบแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือ

ในบางพื้นที่ยังคงมีจุดหักเหที่หลงเหลืออยู่ในร่องน้ำและหุบเขาที่จมอยู่ใต้น้ำเหล่านี้ การศึกษาที่ดำเนินการภายในแอ่งเมดิเตอร์เรเนียน^{[ 8 ]}มุ่งเน้นไปที่ลักษณะดังกล่าว ที่นี่ การกัดเซาะเกิดจากการปิดตัวลงของทะเลเมดิเตอร์เรเนียนในช่วงปลายยุคไมโอซีนการขาดการไหลเข้าของน้ำทะเลอย่างกะทันหันนี้ทำให้แอ่งมีปริมาตรลดลงและมีความเค็ม เพิ่มขึ้น และเป็นผลจากการลดลงของระดับผิวน้ำ แม่น้ำหลายสายที่ยังคงไหลลงสู่ทะเลเมดิเตอร์เรเนียนในปัจจุบันจึงเริ่มกัดเซาะ^{[ 8 ]}

ดังที่สังเกตได้จากน้ำตกขนาดใหญ่หลายแห่ง จุดหักเหจะเคลื่อนตัวขึ้นไปทางต้นน้ำเนื่องจากการกัดเซาะของหินฐาน^{[ 12 ]}ทิ้งไว้ซึ่งช่องทางน้ำลึกและที่ราบน้ำท่วม ถึงที่ถูกทิ้งร้าง ซึ่งต่อมากลายเป็นระเบียงการถอยร่นของจุดหักเหสามารถแสดงให้เห็นได้ง่ายในบางพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจาก การตอบสนองของ สมดุลไอโซสแตติกหลังยุคน้ำแข็งและการลดลงของระดับน้ำทะเลสัมพัทธ์ เช่นในสกอตแลนด์ในพื้นที่อื่นๆ การหาอายุของระเบียงหินฐานที่โผล่ขึ้นมานั้นสอดคล้องกับการกัดเซาะที่สม่ำเสมอในเชิงพื้นที่และการคงอยู่ของโซนหักเหในตำแหน่งเดียวกัน

เมื่อแม่น้ำมีการเปลี่ยนแปลงความลาดชัน และมีการเปลี่ยนแปลง พลังงานศักยภาพเกิดขึ้น มันจะค่อยๆ ขจัดจุดหักเหออกจากระบบโดยการกัดเซาะ (ในกรณีของน้ำตก คือ การได้รับพลังงานศักยภาพ) หรือการสะสมตัว (ในกรณีของทะเลสาบ คือ การสูญเสียพลังงานศักยภาพ) เพื่อให้แม่น้ำกลับคืนสู่รูปทรงโค้งเว้าเรียบลื่นเหมือนเดิม

อัตราการเปลี่ยนแปลงจุดหักเหในกรณีของน้ำตกโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1 มม. ถึง 10 ซม. ต่อปี โดยมีค่าพิเศษบางค่า^{[ 8 ]}

โดยทั่วไปแล้ว การแพร่กระจายของจุดหักเหจะถูกจำลองด้วยกฎกำลังกระแสน้ำ แบบกึ่งเชิงประจักษ์ โดยใช้ขนาดของลุ่มน้ำ เป็นตัวแทนสำหรับ ปริมาณน้ำไหลซึ่งในทางกลับกันมีความสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้นในเชิงบวกกับอัตราการเคลื่อนตัวของจุดหักเห ทั้งวิธีแก้ปัญหาเชิงวิเคราะห์^{[ 13 ]} และเชิงตัวเลข^{[ 14 ]}ได้รับการเสนอเพื่อแก้ปัญหากฎ กำลังกระแสน้ำ

จุดหักเหและโซนหักเหสามารถสกัดได้แบบกึ่งอัตโนมัติจากแบบจำลองระดับความสูงดิจิทัลใน ซอฟต์แวร์ ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (เช่นArcGIS ) ปัญหาของวิธีการที่มีอยู่ส่วนใหญ่คือมักจะเป็นอัตวิสัยและต้องใช้เวลาในการประมวลผลข้อมูล วิธีแก้ปัญหาเหล่านี้คือเครื่องมือที่ออกแบบมาสำหรับ ArcGIS เรียกว่า Knickzone Extraction Tool (KET) ซึ่งทำให้กระบวนการสกัดเป็นไปโดยอัตโนมัติอย่างมาก^{[ 15 ]}

• อุทกวิทยา
• ความลาดชันของกระแส