Fluviální geomorfologie
Lekce 4
Fluviální procesy: proudění v korytě, eroze, transport a ukládání splavenin
kenickymeandr

Osnova přednášky
nMechanizmus proudění vody
nRychlost proudění a opor vůči proudění
nEroze dna a břehů
nTransport rozpuštěných látek, plavenin a dnových splavenin
n
nMechanizmy pohybu dnových splavenin
nZměny vlastností sedimentů po proudu
nAkumulace – vznik údolní nivy
n

Mechanizmus proudění vody
nVoda která proudí v korytech je pod vlivem dvou sil:
ngravitace (zrychlení g.sinβ), g … gravitační zrychlení, β … sklon koryta
ntření
nTypy proudění vody:
nlaminární, turbulentní;
nustálené, neustálené;
nrovnoměrné, nerovnoměrné;
nbystřinné, říční (nad- a podkritické).
obr5

Rychlost proudění a odpor vůči proudění
nRychlost proudění je proměnlivá ve třech dimenzích:
nzměny se vzdáleností ode dna (vliv drsnosti dna),
nzměny v příčném profilu (široké a mělké toky – proudění působí více na dno, úzké a hluboké toky –
proudění působí více na břehy),
nzměny v podélném profilu – rovnoměrné/nerovnoměrné,
nzměny v čase – krátkodobé fluktuace (interval sekund), dlouhodobé fluktuace (interval dnů až
měsíců); ustálené/neustálené.

Změny v rychlosti proudění
obr6 obr8


Odpor koryta vůči proudění vody
nTření v korytě je ovlivněno:
nzrny sedimentu tvořícího dno,
nmikrotvary říčního dna,
nnepravidelnostmi tvaru koryta,
nmateriálem rozptýleným ve vodě (suspenze).
obr10

Tření v důsledku mikroforem říčního dna
obr1


Eroze
nPohyb částic je ovlivněn jejich fyzikálními vlastnostmi - velikostí, tvarem a hustotou.
nCharakter eroze je závislý na materiálu tvořícím dno (sypké a kohezní materiály).
nEroze dna
nSypké dno – prahové podmínky při kterých se částice začnou pohybovat lze popasat pomocí:
nsmykového napětí (τkr), rychlosti proudění (vkr),
nsíly zdvihu (lift force).
n
obr12

Zdvihová síla
nZdvihová síla vzniká dvěma způsoby:
nrozdílem v rychlosti proudění mezi spodním a horním okrajem částice,
nturbulentními víry.
sejmout0063

Kohezní dno
nProcesy působící při erozi kohezního dna:
nkoroze,
nkoraze,
nkavitace.

Břehová eroze
nSilný vliv kořenového systému vegetace na rychlost břehové eroze.
nBřehová eroze je hlavním zdrojem materiálu pro koryta vodních toků.
nBřehovou erozi podmiňují následující procesy:
npřímé působení proudící vody,
nsesouvání břehů,
npůsobení mrazu.

Transport
nMateriál transportovaný řekami:
nrozpuštěné látky,
nplaveniny, sedimenty pohybující se v suspenzi,
ndnové splaveniny, sedimenty pohybující se po dně.
n
n Rozpuštěné látky
nZdrojem rozpuštěných látek v řekách je chemické zvětrávání skalního podloží a půdního pokryvu,
přínos z atmosféry a lidské aktivity.
nNejvíce rozpustných látek unášejí řeky, jejichž průtok je tvořen převážně základním odtokem.
nKoncentrace rozpuštěných látek klesá s průtokem v důsledku naředění.
nOdnos průměrně 41 t.km-2 ročně = 38% celkového množství sedimentů odnesených ročně do moře
světovými řekami.

Plaveniny
nObjem odnášených plavenin je závislý více na přínosu materiálu do koryta než na transportní
kapacitě řeky.
nPlaveniny se do koryta dostávají několika cestami:
nodtrháváním částic proudící vodou z břehů,
nsesouváním břehů,
npovrchovou a podpovrchovou erozí v povodí (plošný splach, stružková eroze, sufoze, …).
nEroze plavenin v povodí je ovlivňována následujícími faktory: charakterem srážek a odtoku,
odolností půdy proti erozi, reliéfem povodí, charakterem vegetačního krytu.

Prostorové rozmístění odnosu plavenin
obr15


Dnové sedimenty
nTransport dnových splavenin je zcela závislý na transportní kapacitě toku.
n Faktory ovlivňující transportní kapacitu
Vlastnosti proudění
Vlastnosti vody
Vlastnosti sedimentu
Jiné vlastnosti
Průtok (Q)
Kinematická viskozita (ν)
Hustota (ρs)
Gravitace (g)
Rychlost proudění (v)
Hustota (ρ)
Velikost (D)
Říční vzor
Hloubka (d)
Teplota (T)
Vytřídění (σ)
Šířka (w)
Koncentrace plavenin (C)
Sedimentační rychlost (vs)
Spád (s)
Odpor vůči proudění (ff)

Mechanizmy pohybu dnových splavenin
nValení
nPosunování
nSaltace (zejména písková zrna)
n
nPohyb po dně: τ0 > τkr
nPohyb v suspenzi: τ0 > τ´kr  , kde τ´kr > τkr
n Τ0 …okamžité smykové napětí, τkr … kritické smykové napětí pro pohyb po dně, τ´kr … kritické
smykové napětí pro pohyb v suspenzi.
obr18

Stádia transportu dnových sedimentů
obr16


Změny vlastností dnových splavenin po proudu
nSměrem po proudu klesá velikost dnových splavenin a zvětšuje se vytřídění (stejnozrnnost)
materiálu.
nZměna charakteru sedimentů po proudu je způsobena:
nabrazí,
nvytříděním.
nAbraze je účinná především na horních tocích.
nRovnoměrné zmenšování zrn po proudu je narušováno litologickými vlivy a zaúsťováním přítoků.
n
n
obr22

Akumulace
nUkládání splavenin začne pokud rychlost proudění poklesne pod rychlost sedimentační.
nVznik údolní nivy:
nukládaní v rámci koryta (vnitro-korytová sedimentace, laterální akrece nivy),
nukládání mimo koryto (vně-korytová sedimentace, vertikální akrece).
nÚdolní niva vzniká převážně procesem laterální akrece a je tvořena hlavně vnitro-korytovými
sedimenty (cca 90%).
obr23