Fluviální geomorfologie
                                              Lekce 4

            Fluviální procesy: proudění v korytě, eroze, transport a ukládání splavenin

                                          Osnova přednášky

n     Mechanizmus proudění vody

n     Rychlost proudění a opor vůči proudění

n     Eroze dna a břehů

n     Transport rozpuštěných látek, plavenin a dnových splavenin



n     Mechanizmy pohybu dnových splavenin

n     Změny vlastností sedimentů po proudu

n     Akumulace – vznik údolní nivy

                                     Mechanizmus proudění vody

n      Voda která proudí v korytech je pod vlivem dvou sil:

  n    gravitace (zrychlení g.sinβ), g … gravitační zrychlení, β … sklon koryta

  n    tření

n      Existují dva typy proudění vody:

  n    laminární,

  n    turbulentní.

                              Rychlost proudění a odpor vůči proudění

n     Rychlost proudění je proměnlivá ve třech dimenzích:

  n    změny se vzdáleností ode dna (vliv drsnosti dna),

  n    změny v příčném profilu (široké a mělké toky – proudění působí více na dno, úzké a hluboké
  toky – proudění působí více na břehy),

  n    změny v podélném profilu,

  n    změny v čase (krátkodobé fluktuace (interval sekund), dlouhodobé fluktuace (interval dnů až
  měsíců) – závislost na průtoku.

                                     Změny v rychlosti proudění

                                  Odpor koryta vůči proudění vody

n     Tření v korytě je ovlivněno:

  n    zrny sedimentu tvořícího dno,

  n    mikrotvary říčního dna,

  n    nepravidelnostmi tvaru koryta,

  n    materiálem rozptýleným ve vodě (suspenze).

                                 Ovlivnění velikosti tření průtokem

                                               Eroze

n      Pohyb částic je ovlivněn jejich fyzikálními vlastnostmi - velikostí, tvarem a hustotou.

n      Charakter eroze je závislý na materiálu tvořícím dno (sypké a kohezní materiály).

                                             Eroze dna

n      Sypké dno – prahové podmínky při kterých se částice začnou pohybovat lze popasat pomocí:

  n    smykového napětí (τ[kr]), rychlosti proudění (v[kr]),

  n    síly zdvihu (lift force).



                                           Zdvihová síla

n     Zdvihová síla vzniká dvěma způsoby:

  n    rozdílem v rychlosti proudění mezi spodním a horním okrajem částice,

  n    turbulentními víry.

                                            Kohezní dno

n    Procesy působící při erozi kohezního dna:

n    koroze,

n    koraze,

n    kavitace.

                                           Břehová eroze

n    Silný vliv kořenového systému vegetace na rychlost břehové eroze.

n    Břehová eroze je hlavním zdrojem materiálu pro koryta vodních toků.

n    Břehovou erozi podmiňují následující procesy:

  n   přímé působení proudící vody,

  n   sesouvání břehů,

  n   působení mrazu.

                                             Transport

n     Materiál transportovaný řekami:

  n    rozpuštěné látky,

  n    plaveniny, sedimenty pohybující se v suspenzi,

  n    dnové splaveniny, sedimenty pohybující se po dně.



    Rozpuštěné látky

n     Zdrojem rozpuštěných látek v řekách je chemické zvětrávání skalního podloží a půdního pokryvu,
přínos z atmosféry a lidské aktivity.

n     Nejvíce rozpustných látek unášejí řeky, jejichž průtok je tvořen převážně základním odtokem.

n     Koncentrace rozpuštěných látek klesá s průtokem v důsledku naředění.

n     Odnos průměrně 41 t.km^-2 ročně = 38% celkového množství sedimentů odnesených ročně do moře
světovými řekami. 

                                             Plaveniny

n     Objem odnášených plavenin je závislý více na přínosu materiálu do koryta než na transportní
kapacitě řeky.

n     Plaveniny se do koryta dostávají několika cestami:

  n    odtrháváním částic proudící vodou z břehů,

  n    sesouváním břehů,

  n    povrchovou a podpovrchovou erozí v povodí (plošný splach, stružková eroze, sufoze, …).

n     Eroze plavenin v povodí je ovlivňována následujícími faktory: charakterem srážek a odtoku,
odolností půdy proti erozi, reliéfem povodí, charakterem vegetačního krytu.

                               Prostorové rozmístění odnosu plavenin

                                          Dnové sedimenty

n      Transport dnových splavenin je zcela závislý na transportní kapacitě toku.

     Faktory ovlivňující transportní kapacitu

                                Mechanizmy pohybu dnových splavenin

n     Valení

n     Posunování

n     Saltace (zejména písková zrna)



n     Pohyb po dně: τ[0] > τ[kr],

[n      ] Pohyb v suspenzi: τ[0] > τ´[kr], kde τ´[kr] > τ[kr

]    Τ[0] …okamžité smykové napětí, τ[kr] … kritické smykové napětí pro pohyb po dně,
τ´[kr] … kritické smykové napětí pro pohyb v suspenzi.

                                Stádia transportu dnových sedimentů

                            Změny vlastností dnových splavenin po proudu

n      Směrem po proudu klesá velikost dnových splavenin a zvětšuje se vytřídění (stejnozrnnost)
materiálu.

n      Změna charakteru sedimentů po proudu je způsobena:

  n    abrazí,

  n    vytříděním.

n      Abraze je účinná především na horních tocích.

n      Rovnoměrné zmenšování zrn po proudu je narušováno litologickými vlivy a zaúsťováním přítoků.





                                             Akumulace

n      Ukládání splavenin začne pokud rychlost proudění poklesne pod rychlost sedimentační.

n      Vznik údolní nivy:

n      ukládaní v rámci koryta (vnitro-korytová sedimentace, laterální akrece nivy),

n      ukládání mimo koryto (vně-korytová sedimentace, vertikální akrece).

n      Údolní niva vzniká převážně procesem laterální akrece a je tvořena hlavně vnitro-korytovými
sedimenty (cca 90%).