Zdeněk Máčka
Z8308 Fluviální geomorfologie (8)
Vlastnosti korytových
sedimentů: velikost, tvar a
opracování
Zrnitostní škála Udden (1898)/Wentworth (1922)
+ ekvivalentní phi hodnoty (Krumbein, 1934)
𝝋𝝋 = − 𝐥𝐥𝐥𝐥𝐥𝐥𝟐𝟐 𝑫𝑫
Jednočíselné charakteristiky zrnitosti vzorku
Nominální průměr (průměr koule se stejným objemem jako klast)
𝐷𝐷𝑛𝑛 = (𝑎𝑎. 𝑏𝑏. 𝑐𝑐)1/3
Celý soubor:
Percentily
D25, D50 (medián), D75, D84, D90
Průměrná velikost zrna (Folk a Ward, 1957)
Vytřídění sedimentu (Folk a Ward, 1957)
φ < 0.35 0.35 < φ < 0.50 0.50 < φ < 0.71 0.71 < φ < 1.00 1.00 < φ < 2.00 2.00 < φ
velmi dobře dobře středně slabě špatně velmi špatně
Fluviální sedimenty obvykle:
0,5 až 2
Strategie vzorkování při metodě pebble count
• brodění cik-cak korytem
• transekty od břehu ke břehu (Rosgen, 1996)
úsek 20x šířka koryta, 10 transektů, 10 klastů z transektu
transekty lokalizovány proporcionálně rozsahu korytových forem (mělčiny, tůně)
Minimální velikost měřených klastů:
> 4 mm
> 8 mm
Určení os na klastu, měření osy b
Osy a (nejdelší), b (střední), c (nejkratší) jsou vzájemně kolmé
Požadavek na největší, střední a nejkratší délku klastu a současně kolmost os
splněn u elipsoidu, ale ne u klence (romboedru)
nejdříve osa a = spojnice
nejvzdálenějších bodů (Kanada)
tenké kótování v obrázku
nejdříve osa b = spojnice v nejširším
místě průmětu kolmého na osu c (USA)
tlusté kótování v obrázku
Požadovaná velikost vzorků u metody pebble count
(Wolman, 1954)
Pro dostačující odhad D50 je třeba odebrat:
• 100 klastů (Wolman, 1954)
• 70 klastů (Mosley a Tinsdale, 1985)
• 60 klastů (Brush, 1961)
Pro dostačující odhad okrajů rozdělení četností je třeba
odebrat:
• 200-400 klastů (Fripp a Diplas, 1993)
• měření > 400 klastů už dále nezvětšuje přesnost
odhadu (Rice a Church, 1996)
• Reprodukovatelnost výsledků?
různí měřiči: vybírají klasty jinak, měří klasty jinak
nad 100 klastů není rozdíl mezi měřiči významný
Fotografické metody
např. Sedimetrics, Digital Gravelometr
• Předpoklad: klast leží „na plocho“, tzn.
b osa je celá viditelná
• Podceňuje zpravidla hodnoty
percentilů
• Obvyklé problémy:
– hrany na velkých kamenech způsobí
rozdělení na několik malých
– sloučí několik menších částic do jedné
– písčité pokryvy na velkých kamenech
způsobí rozdělení na několik malých
• Rychlý sběr dat, šetří čas
Odběry vzorků podpovrchových vrstev (substrát)
OBJEMOVÉ VZORKY
• odběrné válce
• odběr včetně kalu
• problém s klasty o velikosti
průměru válce
FREEZ-CORE VZORKY
• zachytí vertikální stratifikaci
• chladící medium: CO2, N2
• voda v pórech zmrzne
• vzorky < 10 kg, horší výsledky
pro materiál s klasty > 64 mm
McNeilův vzorkovač
Požadované hmotnosti objemových vzorků pro
různé zrnitostní frakce
Ideální a „praktické“ hmotnosti vzorků (Wentworth, 1926)
Velikost nejrozměrnějších
částic (mm)
Ideální nejmenší hmotnost
vzorku (kg)
Návrhová praktická hmotnost
vzorku (kg)
64-128 256 32
32-64 32 16
16-32 4 8
8-16 0,5 4
Grafické znázornění zrnitosti
Jemnozrnné dnové sedimenty (modelová oblast 1 - Vrapač)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,001 0,01 0,1 1 10 100
velikost zrna (mm)
kumulovanárelativníčetnost(%)
v2
v3
v7
v9
v12
v13
Bimodalita rozdělení velikosti zrn – štěrkonosné toky
Kategorie tvaru klastů
Zingg (1935)
Číslo
kategorie
Poměr os
b/a c/b tvar
I > 2/3 < 2/3 čepelovitý
II > 2/3 > 2/3 diskovitý
III < 2/3 < 2/3 tyčinkovitý
IV < 2/3 > 2/3 kulovitý
Měří se všechny osy: a, b, c
Odráží vlastnosti zdrojových
hornin, zvětrání a abrazi
Kategorie zaoblení klastů
• neopracované (větší množství hran/rohů)
• angulární (ostrohranné) (menší množství hran/rohů)
• subangulární
• špatně zaoblené
• zaoblené
• dobře zaoblené
Rychlé, orientační zhodnocení
vzdálenosti a doby transportu
Závisí ale také na odolnosti
horniny a míře zvětrání
Stanovuje se vizuálně