Tvorba povrchového odtoku
a vznik erozních zářezů
Zdeněk Máčka
Z8308 Fluviální geomorfologie (10)
Cesty pohybu vody povodím
celkový odtok
základní
podpovrchový
(hypodermický)
povrchový
Typy povrchového odtoku
•hortonovský
•po nasycení půdy
Sycení vodních toků podzemní vodou
Rychlost vyprazdňování zásob podzemní vody do vodních toků lze vyjádřit
pomocí Darcyho zákona:
𝑢𝑢 = k(∆ℎ
∆𝑙𝑙⁄ )
Hodnoty filtračního koeficientu pro různé horniny:
jíl = 0,2 mm.d-1
středně hrubý písek = 2 m.d-1
středně hrubý štěrk = 270 m.d-1
u = filtrační rychlost
k = filtrační koeficient (m.d-1)
h = rozdíl výšky hladiny (m)
l = vzdálenost mezi měřícími body ve směru pohybu vody (m)
Vlastnosti povrchového odtoku
Povrchový odtok může probíhat dvěma způsoby:
• hortonovský povrchový odtok,
• povrchový odtok po nasycení půdy
Charakteristika Hortonovský povrchový
odtok
Povrchový odtok z nasycení
půdy
Srážky Silně závislý na intenzitě
srážek
Více závislý na trvání srážek
Infiltrace Nejdůležitější je infiltrační
kapacita povrchu
Více důležitá je propustnost
hlubších půdních horizontů
Rozmístění
časové
prostorové
(i) přírodní prostředí
(ii) lokálně v povodí
Začne brzy po začátku deště,
když je jeho intenzita
dostatečně velká
Semiaridní oblasti s řídkou
vegetací a mělkými půdami
Výskyt na celé ploše povodí
Začne pouze pokud je půda
nasycena vodou
Humidní oblasti s hustou
vegetací a dobře
vyvinutými půdami
Omezen jen na oblasti s
vodou nasycenou půdou
Změny po svahu Lineární nárůst odtoku dolů po
svahu
Složitější změny odtoku na
svazích
Vliv tvaru svahu na obsah vody v půdě
Tvorba povrchového odtoku v malém povodí
(povrchový odtok po nasycení půdy)
Vznik erozního zářezu
Erozní projevy povrchového odtoku:
• dešťová eroze
• plošný splach
• stružková eroze
• stržová eroze
Protierozní účinky vegetace:
– ochrana půdy před přímým účinkem dešťových kapek
– zlepšování půdní struktury
– zmenšování rychlosti s jakou voda po povrchu odtéká
– zvýšení mechanické pevnosti půdy
Vznik erozního zářezu působením povrchového
odtoku
Předpoklady vzniku trvalého erozního zářezu:
– povrchový odtok se musí opakovat dostatečně často
– síla kterou působí odtok na povrch půdy musí překonat odolnost
povrchu půdy vůči erozi
– musí dojít ke koncentraci povrchového odtoku do linie
– rýha která vznikne musí být dostatečně hluboká, aby v
bezesrážkovém nezanikla
Hortonův model vzniku erozní
rýhy povrchovým odtokem
Vznik erozního zářezu působením podpovrchového
odtoku
• Vznik erozního zářezu působením zpětného výtoku vody z
půdy po jejím nasycení.
• Vliv podzemních dutin – tunelů
• Předpokladem vzniku podzemních tunelů je přítomnost vrstev
nebo půdních horizontů s malou propustností.
• Vliv tunelů na vznik erozního zářezu:
– propadnutí stropu
– zrychlená eroze pod vyústěním tunelů na povrch
Zkoumání vývoje údolní sítě
• pozorování v reálném čase – příroda, laboratoř
• porovnání sítí různého stáří
• teoretické modely
Laboratorní mikropovodí
proměnné: sklon, pokles erozní báze (ano/ne)
období vzniku (iniciace)
období maximálního rozsahu
období integrace
(absorpce a abstrakce)
Glockův model vývoje údolní sítě
Porovnání sítí různého stáří
Ruhe (1952): srovnání údolních sítí a jejich hustoty na površích
budovaných glacigenními sedimenty různého stáří
Hortonův model vývoje údolní sítě
Procesy podílející se na vzniku sítě:
– mikropirátství
– křížová gradace
Hustota erozních zářezů
Faktory ovlivňující hustotu údolní sítě (Dd)
globálně: klima (průměrný úhrn srážek)
regionálně: klima (intenzita, sezónnost srážek),
litologie, topografie, půdy, vegetace
Maximální hodnoty: semiaridní oblasti
Druhotné maximum: celoročně vlhké tropy
(srážky > 1500 mm/rok)
Thornthwaitův PE index