Detailní morfologie koryta:
říční úsek
Zdeněk Máčka
Z8308 Fluviální geomorfologie (6)
Tvar koryta
• Utváření dna (mikroformy)
• Příčný profil
• Říční vzor
• Podélný profil
Vztah morfologie údolí –
morfologie koryta
• Silná korelace mezi maximálním
sklonem údolních svahů a sklonem
koryta u toků nižších řádů
• Sklon dna pod soutokem roven cca
1/3 součtu sklonu nad soutokem;
šířka koryta pod soutokem cca 2/3
součtu šířek nad soutokem
• Šířka údolí se zpravidla roste
směrem po proudu, narušení
způsobeno rozdíly v litologii
Dominantní průtok
• Morfologie koryta reaguje
na změny v hodnotě tzv.
dominantního průtoku.
• Dominantní průtok –průtok
který v korytě vykonává
nejvíce práce; práce =
transport sedimentů.
• Dominantní průtok ≈
korytotvorný průtok ≈ 1 až
2-letá povodeň.
Snake River (Wyoming)
– průměrný roční průtok = 14,6 m3.s-1
– dominantní průtok = 113 m3.s-1
– korytotvorný průtok = 114 m3.s-1
Srovnání dominantního a kapacitního průtoku
Příčný profil
– VELIKOST
• Šířka koryta
• Průměrná hloubka koryta
• Omočený obvod
• Kapacita koryta
– TVAR
• Poměr šířky ku (průměrné) hloubce
• Asymetrie koryta
– EFEKTIVITA
• Hydraulický rádius
𝐴𝐴 = (
𝐴𝐴𝑟𝑟 − 𝐴𝐴𝑙𝑙
𝐶𝐶𝑐𝑐
� )
A … index asymetrie koryta
Ar, Al … plochy napravo a nalevo od středové
linie koryta
Cc = Ar + Al
Indikátory bankfull koryta
Bystřinný tok
Komplikace při vymezování banfull
koryta:
• zkapacitnění koryta
• zahlubování koryta
Rozměry koryta (šířka a hloubka) se
určují pro bankfull (korytotvorný,
kapacitní) průtok
povrch jesepní lavice
vegetace
povrch jesepní lavice
povrch jesepní lavice
obnažený skalní podklad
abraze na balvanech
břehová hrana,
povrch boční lavice,
vegetace
Hydraulická geometrie koryta
Hydraulická geometrie popisuje změny
tvaru koryta v závislosti na průtoku:
w.d.v = Q
w = aQb
d = cQf
v = kQm
b + f + m = 1
a . c . k = 1
S = tQz
n = rQy
at-a-station
downstream
Vztahy mezi hydraulickou geometrií koryta a
vlastnostmi povodí
Rozdíly v hydraulické geometrii pro různé říční vzory
Rozdíly v hodnotě exponentu b mezi řekami se sypkým korytem - divočícími (b>0,25)
a kohezivním korytem - meandrujícími (b< 0,35)
divočící
meandrující
Tvar koryt podle materiálu dna a břehů
• Klasifikace na základě zastoupení prachu a jílu (kalu) na omočeném obvodu (M):
– převaha dnových splavenin (M ≤ 5),
– smíšený materiál (5 < M < 20),
– převaha plavenin (M ≥ 20)
• Klasifikace na základě materiálu tvořícího dno a břehy:
A. Kohezivní materiály
A1. Skalní koryta
A2. Prachovitá/jílovitá (kalová) koryta
B. Sypké materiály
B1. Písčitá koryta
B2. Štěrkovitá koryta
B3. Kamenitá koryta
Vývoj kanadské strany Niagarských vodopádů
Stabilita koryta – příklady korytových morfologií
nadměrně zahloubená koryta
Schumm et al. (1984)
Morávka – příklad akcelerovaného zahlubování
3. RVM
dnešek3. RVM
• Tvorba náplavů (lavic)
• Depozice jemnozrnných frakcí (zanášení tůní, zabahňování /siltation/)
Stabilita koryta – příklady korytových morfologií
koryta s akumulací
Aktivní a stabilizované břehy (Svratka)
Řady mělčin a tůní (riffle-pool sequences)
• Střídání mělčin a tůní v přímých i meandrujících řekách.
• Zrnitost dnových splavenin v intervalu 2 – 256 mm.
• Pravidelné rozestupy mezi následujícími mělčinami a
tůněmi, vzdálenost rovna 5 až 7 násobku šířky koryta
Rozestupy mezi mělčinami a tůněmi
Sklon koryta
H = f(L)
• Faktory ovlivňující podélný sklon:
– množství transportovaných splavenin (Qs)
– zrnitosti splavenin (M)
– průtok (Q) (nepřímá závislost)
• Sklon koreluje spíše se zrnitostními frakcemi o velikosti větší než je medián
• Sklon koryta požadovaný pro transport určitých zrnitostních frakcí???
Rubey (1952)
𝑠𝑠3 = 𝑘𝑘
𝑄𝑄𝑠𝑠
2
𝑀𝑀
𝑄𝑄2 𝑋𝑋
𝑋𝑋 = 𝑑𝑑 𝑤𝑤⁄
stream length-gradient index (Hack ,1973)
rezistentní litologie, hrubozrnné dnové splaveniny, zlomy →
vyšší hodnoty SL