Říční inženýrství

transcript

Říční inženýrstvíŘíční inženýrství

Korytotvorné geomorfologické procesyKorytotvorné geomorfologické procesy

CCharakteristickharakteristický průtoký průtok QQkk (korytotvorn(korytotvorný)ý)

Korytotvorný průtok – je průtok (úzký interval), který v časovém úseku svého výskytu vykoná největší práci – (transportuje nejvíce materiálu)

Teoretický způsob odvození QQkk

Praktický způsob odvození QQkk

Nechť značí úroveň hladiny [L] and QQ značí průtok vody korytem [L3/T]. V případě toku s říční nivou, se rychle zvyšuje s rostoucím QQ, pokud veškerý průtok je pojmut korytem, ale se zvyšuje s rostoucím QQ mnohem pomaleji, pokud se již průtok vylévá z koryta .

Zlom v křivce funkční zavislosti a QQ zvyšuje QQkk =Qbf.

Přirozený vers. antropogenně ovlivněný Přirozený vers. antropogenně ovlivněný vývoj tokuvývoj toku

Teme (U.K.) 1947 Teme (U.K.) 1973

Přirozený Přirozený (1,2,3) (1,2,3) vers. antropogenně vers. antropogenně ovlivněný vývoj tokuovlivněný vývoj toku (4) (4)

Přirozený vers. antropogenně ovlivněný Přirozený vers. antropogenně ovlivněný vývoj tokuvývoj toku

Rhine 1828

Rhine 1872

Rhine 1967

Typy korytTypy koryt

a) koryta pouze s dnovými splaveninami

b) koryta s dnovými splaveninami i plaveninami

c) koryta pouze s plaveninami

Toky s jediným korytem

Toky s více rameny

Typy koryt v závislosti na typu transportovaného materiálu

vní to

Rozvětvená korytaRozvětvená koryta

RozvRozvětvená ětvená (divo(divočící) korytačící) koryta jsou obvykle hodně široká a strmá s jsou obvykle hodně široká a strmá s

mělkými koryty mělkými koryty ——>> aluviální ostrovy — aluviální ostrovy —>> středové splaveninové lavice středové splaveninové lavice

Příčiny vzniku:Příčiny vzniku:

1)1) Přesycení proudu splaveninamiPřesycení proudu splaveninami

2)2) Strmé sklny širokých a mělkých tratí —Strmé sklny širokých a mělkých tratí —>> pohyblivé lavice jsou nestabilní, pohyblivé lavice jsou nestabilní, změna polohy s časem a vodním změna polohy s časem a vodním stavemstavem

Výskyt:Výskyt:

v oblastech převládajícího transportu splavenin ——>> podhorské oblasti podhorské oblasti

MeandrujMeandrující korytaící koryta

Meandrující korytaMeandrující koryta

střídající zákruty, vlnovitost sstřídající zákruty, vlnovitost s>>1.5 , sekvence 1.5 , sekvence výmolů (tůní) a mělkých brodů (krátké přímé úseky výmolů (tůní) a mělkých brodů (krátké přímé úseky mezi meandry)mezi meandry)

Příčina vzniku:Příčina vzniku:

1)1) šroubovité (příčné) proudění v zákrutu šroubovité (příčné) proudění v zákrutu

2)2) Coriolisova síla (u toků ve směru poledníků)Coriolisova síla (u toků ve směru poledníků)

eroze břehů —eroze břehů —>> nerovnoměrné ukládání splavenin nerovnoměrné ukládání splavenin vlivem singularit, vznik pevných lavic —vlivem singularit, vznik pevných lavic —>> zúžují zúžují koryto —koryto —>> urychlují postup eroze břehu na konkávě urychlují postup eroze břehu na konkávě ——>> postup meandrů dolů po proudupostup meandrů dolů po proudu

Meandrující korytaMeandrující koryta

Příčný a podélný profil meandrujících korytPříčný a podélný profil meandrujících koryt

Koryto v brodu , v tůni Koryto v brodu , v tůni

brodbrod často tvořen splaveninovým útvarem — často tvořen splaveninovým útvarem —>> při nízkých V.S. — při nízkých V.S. —>> vzdutí do předchozího zákrutuvzdutí do předchozího zákrutu

oblast brodu – oblast brodu – křížení hlavní proudnice s pásem splaveninových útvarůkřížení hlavní proudnice s pásem splaveninových útvarůšpatný brodšpatný brod – spojením lavic ze dvou sousedních oblouků – spojením lavic ze dvou sousedních oblouků

konk. konv.

Morfologické procesyMorfologické procesy

Dnová erozeDnová eroze – – forma proudové eroze, vedoucí k celkovému prohlubování koryta

Břehová erozeBřehová eroze – – proces rozšiřování koryta toku erozí břehů (sesouvání a odlamování břehů koryta)

Zpětná eroze Zpětná eroze – – proces postupného zahlubování dna toků postupující ve směru proti proudu toku, projevem je např. říční pirátství v horní části toku

a) stádium mladosti tokua) stádium mladosti toku b) proces stárnutí tokub) proces stárnutí toku c) mládnutí tokuc) mládnutí toku

souvisí s charakteristickým tvarem souvisí s charakteristickým tvarem

příčného profilu tokupříčného profilu toku

Morfologické procesyMorfologické procesy - - říčníříční terasy terasy

nivní uloženina

štěrkopísčité terasy

možný výskyt tzv. drift bloků

Pirátství tokuPirátství toku

Vývoj meandruVývoj meandru

Typy říčních ramenTypy říčních ramen

Slepé r.Slepé r.

Odstavené r.Odstavené r.

Mrtvé rameno r.Mrtvé rameno r.

Prostorové proudění v korytěProstorové proudění v korytě

Proudění v korytěProudění v korytě

Morfologický charakter úseků toku v podélného profiluMorfologický charakter úseků toku v podélného profilu

Vývoj podélného profiluVývoj podélného profilu

Model obrusu (Sternberg, 1875) – tvar podélného profilu Model obrusu (Sternberg, 1875) – tvar podélného profilu souvisí s velikostí částice ve dně tokusouvisí s velikostí částice ve dně toku

G = hmotnost částice [kg]

Go = počáteční hmotnost [kg]

= poměrný obrus - poměrný úbytek hmotnosti zrn [ kg/kg/km]

x = vzdálenost uražená částicí v toku [km]

1ln CxG Okraj. podm.: pro x=0 → G=Go → C1=ln Go

xo eGG

Vývoj podélného profiluVývoj podélného profilu Z experimentZ experimentů (Shulits, 1941) plyne, že sklon dna je úměrný velikosti částice ve dně ů (Shulits, 1941) plyne, že sklon dna je úměrný velikosti částice ve dně

pro x=0 pro x=0 → i=i i=ioo → G=G G=Go o →io=Go e0 →=io/Go

xo eGiGi

Součinitelé poměrného obrusu a v [kg/kg/km]

Oblá zrna Ostrohranná zrna

žula 2,25x10 -3÷1,05x10 -3 8,56x10 -3

pískovec 4,12x10 -2 4,43x10 -1

xo eii

Pozor!Pozor!PPředpoklad, že velikost (hmotnost) částice se zmenšuje pouze vlivem obrusuobrusu

není naprosto správný – obrus částice jen jeden z vliv. Další významný vliv je výběrový odnosvýběrový odnos částic proudem, tj. že menší (lehčí) částice proud transportuje v korytě snadněji než velké (těžké), které zůstávají v horní části toku.

Parker (1982) oponuje předpokladu výběrového odnosu myšlenkou shodné shodné pohyblivostipohyblivosti částic v korytě. Tento koncept vychází z poznatku, že těžší zrna mají větší čelní plochu vystavenou účinku proudu a pohybují se tedy stejně snadno jako lehčí zrna, na které působí proud naopak menší unášecí silou.

Další příčinou úbytku hmotnosti částic podél toku je zvětrávánízvětrávání a chemická chemická korozekoroze (má však menší význam)

Nepravidelný vývoj podélného profilu reálného toku je ovlivňován existencí lokálních a erozních bázílokálních a erozních bází (výchoz odolných hornin ve dně, přirozené a umělé stupně na toku, hydrotechnické objekty na toku, vodní útvary se stojatou hladinou – jezera, údolní nádrže, rybníky).

Celková výšková úroveň podélného profilu toku je určována globální erozní globální erozní bázíbází (recipient do nějž tok zaúsťuje – hlavní tok, moře)

Vývoj podélného profiluVývoj podélného profilu

Charakter morfologie a proudění v úsecích tokuCharakter morfologie a proudění v úsecích toku

a) Kaskádovitý typ proudění

b) Proudění typu práh-tůň

c) Proudění v korytě s rovným dnem

d) Proudění typu peřej-tůň

e) Proudění v korytě s dunami a vráskami ve dně

PeriodickPeriodické střídání peřejí a tůní na přímém štěrkovitém é střídání peřejí a tůní na přímém štěrkovitém tokutoku

PeriodickPeriodické střídání peřejí a tůní na vlnovitém tokué střídání peřejí a tůní na vlnovitém toku

Vzdálenost peřejí a tůní na Vzdálenost peřejí a tůní na vlnovitém toku vlnovitém toku

z=2z=2WW

Říční inženýrství

Documents