11
Říční inženýrstvíŘíční inženýrství
Korytotvorné geomorfologické procesyKorytotvorné geomorfologické procesy
22
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
33
Praktický způsob odvození QQkk
QQbf
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.
44
Přirozený vers. antropogenně ovlivněný Přirozený vers. antropogenně ovlivněný vývoj tokuvývoj toku
Teme (U.K.) 1947 Teme (U.K.) 1973
55
Přirozený Přirozený (1,2,3) (1,2,3) vers. antropogenně vers. antropogenně ovlivněný vývoj tokuovlivněný vývoj toku (4) (4)
1 2
3 4
66
Přirozený vers. antropogenně ovlivněný Přirozený vers. antropogenně ovlivněný vývoj tokuvývoj toku
Rhine 1828
Rhine 1872
Rhine 1967
77
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
Div
očí
cí t
oky
Málo
akti
vní to
ky
88
99
Rozvětvená korytaRozvětvená koryta
1010
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
1111
MeandrujMeandrující korytaící koryta
1212
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
1313
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.
1414
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
1515
Morfologické procesyMorfologické procesy
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
1616
Morfologické procesyMorfologické procesy
1717
Morfologické procesyMorfologické procesy - - říčníříční terasy terasy
nivní uloženina
štěrkopísčité terasy
možný výskyt tzv. drift bloků
1818
Morfologické procesyMorfologické procesy
1919
Morfologické procesyMorfologické procesy
Pirátství tokuPirátství toku
Vývoj meandruVývoj meandru
2020
Typy říčních ramenTypy říčních ramen
Slepé r.Slepé r.
Odstavené r.Odstavené r.
Mrtvé rameno r.Mrtvé rameno r.
2121
Prostorové proudění v korytěProstorové proudění v korytě
2222
Proudění v korytěProudění v korytě
2323
Morfologický charakter úseků toku v podélného profiluMorfologický charakter úseků toku v podélného profilu
2424
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
Gdx
dG
G
Goio
ix
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
2525
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
2626
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
2727
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
2828
PeriodickPeriodické střídání peřejí a tůní na přímém štěrkovitém é střídání peřejí a tůní na přímém štěrkovitém tokutoku
2929
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