Morfografie, morfometrie a klasifikace antropogenních tvarů Morfografická analýza - zahrnuje kvalitativní popis reliéfu a patří mezi nejstarší metody v geomorfologii. Morfometrická analýza patří mezi kvantitativní metody - umožňuje každé ploše přiřadit několik základních charakteristik významných pro další typologii tvarů i reliéfu. Lze rozlišit tři základní morfometrické charakteristiky reliéfu: bodové, liniové a plošné. BODOVÉ MORFOMETRICKÉ CHARAKTERISTIKY (uzly) např. vrcholové a depresní body. Vrcholové body (singulárně pozitivní body- jedinečný, bod anomálního chování) - lokální maxima nadmořských výšek, síť spádnic, což jsou linie probíhající ve směru největšího sklonu plochy, tj. probíhají kolmo k vrstevnicím. Označení kótou s nadmořskou výškou. Ve vrcholových bodech se koncentrují morfodynamické vlastnosti hřbetnic, kdy se gravitační tok látky a energie v bezprostředním okolí vrcholového bodu všesměrně rozptyluje. 1 2 Příkladem vrcholových bodů jsou vrcholy hald, ruinových pohorků, hrází či jiných umělých akumulačních valů a vyvýšenin. Depresní body - singulární negativní body (body anomálního chování ) lokální minima pole nadmořských výšek. V bezprostředním okolí depresních bodů reliéf na všechny strany stoupá. Spádnice směřují do depresních bodů - vytváří uzly lokálních sítí spádnic. Příkladem depresních bodů jsou nejnižší místa jámových lomů, dolů, poklesových sníženin nebo umělých koryt vodních toků. Halda – Oslavany cca 280 m n.m. https://mapy.cz/turisticka?x=14.1997953&y=49.9602056&z=17&source=base&id=1892226&gallery=1 Velká Amerika hl. 70 m – bývalý vápencový lom 3 Hrany - význam při terénním mapování a při analýzách map a leteckých snímků. Na rozdíl od hran, které vznikly přírodními geomorfologickými pochody mají antropogenní hrany často přímočarý průběh. Příklady - hrany u etážových stěnových lomů nebo stupňovitých jámových depresí. LINIOVÉ MORFOMETRICKÉ CHARAKTERISTIKY - hrany - oddělují geometricky jednoduché plochy. Hrany stýkají se v uzlech a jsou různě výrazné, zřídka mají přímé nebo ostré lomy spádu. Většinou se jedná o úzké přechodné zóny, které mají současně genetický význam. Hrany často oddělují plochy vzniklé odlišnými geomorfologickými pochody (geneticky různorodé plochy). 4 Přímkové (lineární) plochy – plochy, u kterých je spádnicová síť paralelní. Konkávní plochy – charakterizované koncentrickou sítí spádnic. Tok látek a energie se u konkávních ploch koncentruje ve směru spádu. Konvexní plochy – mají excentrickou spádnicovou síť a tok látek a energie se ve směru spádu rozptyluje. Vymezení jednotlivých typů ploch podle vzhledu je na základě průběhu spádnic a lze vymezit tři základní typy ploch: PLOŠNÉ MORFOMETRICKÉ CHARAKTERISTIKY Geometricky jednoduché plochy, - někdy označovány jako morfologické jednotky, facety nebo elementární povrchy. Koncepce elementárních tvarů – povrchů - reliéfu - respektovat přirozené hranice tvarů reliéfu a zabezpečit vnitřní geometrickou a následně i genetickou a dynamickou homogenitu vymezovaných jednotek. Geometricky jednoduché plochy jako základní plošné charakteristiky reliéfu jsou odděleny hranami (lomy spádu). 5 Sklon plochy - základní morfometrická charakteristika, určuje intenzitu jak přírodních - např. svahových gravitačních procesů, fluviálních procesů i antropogenně podmíněných geomorfologických procesů a antropogenních procesů na svahu Sklon plochy je úhel sevřený terénní čarou nebo dílčí plochou terénního reliéfu s vodorovnou rovinou. Udává se ve stupních, tangentou nebo v procentech. Podle sklonu rozlišujeme v geomorfologickém mapování geometricky jednoduché plochy: rovinné (0–2°), mírně skloněné (2–5°), značně skloněné (5–15°), příkře skloněné (15–25°), velmi příkře skloněné (25–35°), srázy (35–55°), stěny (sklon větší než 55°). Podle Demek ed., 1972 Vybrané morfometrické charakteristiky 6 Plochy se sklonem větším jak 2° - svahy. Sklon: Øměříme přímo v terénu, Øv laboratoři - pomocí sklonového měřítka na mapách, Øpočítáme z digitalizovaného povrchu (map) s využitím GIS a vhodného software nebo Øpočítáme s využitím laserového dálkoměru apod. sklon_s42_A 7 Mapa sklonů svahů zájmového území – povodí Luhy Kategoriíe 0-3, 3-7, 7-15, 15-25 a nad 25 stupňů (Zdroj dat: ČÚZaK), autor J. Kolejka Podle J. Kolejka Mapové ukázky 8 SKLON Kategorie Rozloha [%] Rozloha [ha] Minimum: 0,0 0 - 2° 23,9 170,7 Maximum: 72,3 2 - 5° 45,5 325,2 Průměr: 4,9 5 - 15° 26,1 186,2 15 - 25° 3,4 24,0 25 - 35° 0,9 6,1 35 - 55° 0,3 2,0 55 - 90° 0,0 0,2 Bohutický les – katastr obce Bohutice – vymezení sklonových kategorií. Zpracoval F. Kuda rovinné (0–2°), mírně skloněné (2–5°), značně skloněné (5–15°), příkře skloněné (15–25°), velmi příkře skloněné (25–35°), srázy (35–55°), stěny (sklon větší než 55°). 9 Nadmořská výška (vyjádření v m). Vyjadřuje základní polohu vybrané části reliéfu vzhledem k mořské hladině. Zavedením vhodných výškových intervalů (např. po 10 m) a jejich vyjádřením v mapě získáme hypsografickou mapu - postihuje prostorovou diferencovanost reliéfu daného regionu. Zdrojem jsou topografické mapy různých měřítek Střední výška (m) aritmetický průměr maximálních a minimálních výšek vybraných území (např. geomorfologických celků, okresů, diskrétních mapových ploch čtverce, kruhy, šestiúhelníky). Střední výšky území ČR vyjádřeny v Mapě středních výšek měřítka 1:500 000. Výšková členitost relativní (m) - členitosti vertikální či výškovém rozpětí, udává rozdíl mezi maximální a minimální výškou v rámci ohraničené plochy (např. čtverec, kruh, obdélník, šestiúhelník). Podle relativní výškové členitosti byly konstruovány morfometrické typy reliéfu. Informace o území ČR obsahuje mapa výškové členitosti reliéfu 10 hypso_s42_A (podle J. Kolejka) Mapové ukázky MapaVyskova clenitost TypyMorfogrCR Vymezení morfografických typů na základě sloučení morfografických typů v rámci jednotlivých geomorfologických okrsků – regionálního členění reliéfu ČR – VÚKOZ, pracoviště Brno MapaStredVysky MapaStredSklony MapaPotencEroze 16 Horizontální členitost (vyjádření v km.km-2). Charakteristika vyjadřuje hustotu plošného rozčlenění erozními a erozně-denudačními tvary (údolí, strže, rokle, úpady). Vztahováno k určité plošné jednotce. Jednotné zpracování území ČR neexistuje. Mapy horizontální členitosti jsou zpracovávány ve vybraných oblastech a uloženy jako autorské originály (např. západní část CHKO Žďárské vrchy - archiv Ústavu geoniky AV ČR - pobočka Brno). Název Výšková členitost (m) Nadmořská výška (m) Roviny Do 30 200 – 450 Ploché pahorkatiny 30 – 75 450 – 600 Členité pahorkatiny 75 – 150 450 – 600 Ploché vrchoviny 150 – 200 600 – 750 Členité vrchoviny 200 – 300 750 – 900 Ploché hornatiny 300 – 450 900 – 1200 Členité hornatiny 450 – 600 1200 – 1600 Velehornatiny Více než 600 nad 1600 17 Orientace reliéfu – (vyjádřeno ve stanovených třídách). je označení polohy geometricky jednoduché plochy vůči světovým stranám, pouze pro svahy. Hodnotu orientace plochy vůči světovým stranám - daným bodem vedeme spádnici, ke které v daném bodě sestrojíme krátkou tečnu. Úhel, který tato tečna svírá se severním směrem, je numerickým vyjádřením orientace. Expozice reliéfu – plochy (též oslunění reliéfu) Vyjadřuje orientaci reliéfu ke světovým stranám v kombinaci se sklony expozice vůči slunečnímu osvitu Údaje o expozice jsou využívány ke zpracování mezoklimatických charakteristik. 18 expo_s42_A Orientace reliéfu v základních kategoriích S, SV, V, JV, J, JZ, Z a SZ - zájmové území – povodí Luhy podle J. Kolejka Autor J. Kolejka 19 Geneticky stejnorodé plochy vytváří složitější útvary, které nazýváme povrchové tvary. Povrchový tvar - definován - jako jednoduchá, zpravidla malá část reliéfu, složená z přímkových (rovných), konvexních (vypuklých) a konkávních (vhloubených) dílčích ploch. Povrchové tvary mohou mít různé rozměry, vzhled (tvar), sklon, orientaci vůči světovým stranám i expozici. 20 Tvary antropogenního reliéfu možnosti třídění podle různých kritérií §polohy vzhledem k zemskému povrchu §velikosti §vzhledu ploch (tvaru) §morfologie §petrografického složení §barvy, §polohy v terénu §podílu antropogenního faktoru na jejich vzniku, §stáří §vegetačního krytu §podle toho, jak zapadají do celkového rázu krajiny. 21 Podle polohy vzhledem k zemskému povrchu Tvary povrchové – antropogenní tvary vzniklé na zemském povrchu antropogenními procesy. Např. povrchové lomy, hráze vodních nádrží, umělá koryta, sejpy, oslavné pahorky. Tvary podpovrchové – antropogenní tvary vzniklé pod zemským povrchem odstraněním, nejčastěji odtěžením. Např. šachty, štoly, tunely, podzemní bunkry, sklepy, hroby, obydlí, náboženské objekty, průmyslové objekty, vinné sklepy apod. 22 Typ Subtyp Řádově velikost Příklad mikroformy efemerní cm2 malá halda např. v pískovnách, okop, příkop, studna, vrt střední m2 hráz, umělé koryto, obranný val, kráter, pinka, sejp, rov, hrobka mezoformy malé 100 m2 odkaliště, plavební komora, podzemní garáž, komunikační průkop, skládka střední 10 000 m2 vodní nádrž, plavební kanál, velká skládka, komunikační násep velké 0,1 – 10 km2 velkolom, umělý ostrov, umělá zátoka makroformy 100 km2 velká vodní nádrž, těleso dálnice, průplav, vojenský výcvikový prostor Dělení podle velikosti Podle vzhledu ploch - vymezení - tvary ploché, konvexní a konkávní. Tvary ploché – vznikají složením více přímkových (rovných) ploch. Příklady - agrární plošina, sídelní plošina, letištní plošina. Tvary konvexní (vypuklé) – vznikají složení konvexních ploch, vyznačují se vyšší nadmořskou výškou než byl původní reliéf Příkladem jsou haldy, ruinové pahorky, hráz vodních nádrží, oslavné pahorky, náspy komunikací apod. Tvary konkávní (vhloubené) – tvoří dílčí konkávní plochy, charakteristická je nadmořská výška nižší než původní přírodní reliéf. Příklady - povrchové doly, pískovny, lomy, antropogenní krátery, poldry, umělá koryta nebo komunikační průkopy. tvary Přímé Vypuklé – konvexní Vhloubené – konkávní 24 Podle morfologie se vymezují některé dílčí typy antropogenních tvarů Např. akumulační antropogenní tvary – tvary kuželovité, kupovité, hřbetové, hřebenovité, tabulové, terasovité, symetrické, asymetrické apod. Podle petrografického složení antropogenní činností akumulovaného materiálu lze akumulační tvary členit na hornické, energetické či průmyslové (chemické, hutní). Podle homogenity petrografickoého složení §Homogenní – stejné petrografické složení §Nehomogenní – různé petrografické složení např. více vrstev hlušiny Důl Lazy – OKD 25 Podle geneze antropogenní tvary: těžební (montánní), průmyslové (industriální), agrární, sídelní (urbánní), dopravní (komunikační), vodohospodářské, vojenské (militární), pohřební (funerální), oslavné (celebrální), rekreační a sportovní. Polyfunkčnost jejich využití - složitost jednoznačného zařazení Např. - plavební kanál vodohospodářský i dopravní tvar, kolektory - slouží k ukládání inženýrských sítí ve velkých městech – telekomunikace, vodovod, horkovod, kanalizace apod. Tvary Ostatní: např. umělé jeskyně, telekomunikační tvary nebo archeologické vykopávky Foto5 Foto11 Paskov – vrcholová část haldy Sypaná přehradní hráz vodní nádrže Slezská Harta – v. 64,8 m, d. 540 m, řeka Moravice, výstavba 1987-1997, zásobování vodou, ochrana povodně Členění podle geneze – příklady: težební, zemědělské, sídelní, dopravní (průzkumné) Foto20 Foto23 Foto12 Foto14 27 Např. z hlediska prostorového rozložení (půdorysu) možno rozdělovat antropogenní tvary (podle Čech, Krokusová 2013): § kvazibodové antropogenní tvary reliéfu - např. studny, mohyly § kvazilineární antropogenní tvary reliéfu - např. cesty, zavlažovací kanály, protipovodňové hráze, komunikační náspy a zářezy § plošné antropogenní tvary reliéfu - např. kamenolomy, haldy Podle velikosti (kubatury, plošné rozlohy, výšky a hloubky) rozlišujeme mikroformy, mezoformy a makroformy. Možné doplňkové charakteristiky §údaj o plošné rozloze (všechny tvary) §údaj o objemu (konvexní tvary a některé konkávní) §údaj o výšce a hloubce (při všech konvexních a konkávních tvarech) Další možnosti členění antropogenních tvarů 28 Dělení podle aktivity a stáří: – živé – tvary vznikající, které se ještě vyvíjejí – zralé – základní vývoj je už ukončený V některých případech dochází k omlazení dalším antropogenním působením - tvar oživený Pokud známe období vzniku tvaru – přiřadíme datum, či alespoň období vzniku - prehistorické, historické, současné stáří Hronček (2002) dělení tvarů na: §živé – tvary ve fázi vývoje tedy stadium mladosti §zralé – vyvinuté tedy ve stadium zralosti §zanikající – tvary začínají postupně podléhat přirozeným geomorfologickým procesům, stadium stáří §zaniklé - mohou zaniknout přirozenou nebo antropogenní cestou – zarovnání, degradace §oživené – tvary znovu oživené lidskou aktivitou 29 Podle hořlavosti : §hořlavé – obsah hořlavých látek je taký vysoký, může dojít k samovznícení, např. uhelné haldy §nehořlavé – obsah hořlavých látek je nízký až nulový §prohořené – jsou to tvary, které díky vysokému obsahu hořlavých látek již prohořely (např. uhelné haldy) Podle vegetačního pokryvu: §tvary holé (bez vegetačního krytu) §tvary s umělým vegetačním krytem rekultivace §tvary porostlé přirozenou vegetací (spontánní vznik vegetace) 30 Podle vztahu k přírodnímu prostředí (krajině): §pozitivní– působí kladně na životní prostředí §negativní – působí negativně na životní prostředí § Podle cílevědomé činnosti člověka: §záměrně vytvořené – plánované a cílevědomě vytvořené člověkem, mají pozitivní význam pro člověka např. kanály, terasy, §neúmyslně vytvořené – nepřímý důsledek činnosti – indukované, vyvolané, časti negativní pro člověka Podle záměru: §Vlastní antropogenní tvary (lomy, šachty, haldy) – technogenní §Doprovodné antropogenní tvary (poklesové kotliny, pinky apod.) – viz další členění antropogenních tvarů § 31 Lacika (1997) člení antropogenní tvary z hlediska možné reverzibility: §reverzibilní (vratné), §ireverzibilní (nevratné) – rozsáhlé tvary, bez možnosti přeměny přírodními procesy i rekultivacemi. V současnosti – snaha ponechávat zejména povrchové lomy bez rekultivace – sekundární geodiverzita Uhelný vrch 773 m – východně Dražova, pinky těžba hlubinná těžba hnědého uhlí 32 Základní třídění antropogenních tvarů podle A. Ivana a K. Kirchnera (1988) viz přednáška č. 1: 1.antropogenní tvary vzniklé technogenními procesy – technogenní tvary • podtyp - modifikované antropogenní tvary - - (např. haldy rozřezané stržemi, zářez postižený sesouváním), •podtyp - druhotná antropogenní modelace antropogenních tvarů – např. řízená těžba z důlních odvalů, divoké vybírání uhlí z důlních hald 2. nepřímé antropogenní tvary: •vyvolané antropogenní tvary – na daném místě by nemohly vzniknout bez přispění člověka (např. poklesové sníženiny v oblastech těžby, pinky, abraze na březích vodních nádrží) • • antropogenně modifikované přírodní tvary – vznikly procesy, jejichž intenzita byla ovlivněna člověkem, nebo vznikl nový proces (např. urychlená eroze či sedimentace, vliv přehrad, regulace vodních toků apod.). 33 Důl Jan Šverma, hlubinná těžba černého uhlí - Žacléřsko Lamprechtice Jáma Jan– rekultivace haldy ukončena v roce 2006 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/af/D%C5%AFl_Jan_%C5%A0verma_%28%C5%BDacl%C3%A9%C5% 99%29_11.jpg Počátky těžby přelom 18.- 19. stol – uhelný hlubinný důl Jan Šverma – ukončení těžby 1992, Kulturní památka ČR, Hornický skanzen