III. 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 a umožňuje každé ploše přiřadit několik základních charakteristik významných pro další typologii tvarů i reliéfu. Lze rozlišit tři základní morfometrické charakteristiky reliéfu, a to bodové, liniové a plošné. BODOVÉ MORFOMETRICKÉ CHARAKTERISTIKY (uzly) např. vrcholové a depresní body. Vrcholové body (singulárně pozitivní body) 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. Příkladem vrcholových bodů jsou vrcholy hald, ruinových pohorků, hrází či jiných umělých akumulačních valů a vyvýšenin. Depresní body (singulární negativní body) lokální minima pole nadmořských výšek. V jejich bezprostředním okolí reliéf na všechny strany stoupá. Spádnice směřují do depresních bodů, které tak vytváří uzly lokálních sítí spádnic. Příkladem depresních bodů jsou nejnižší místa jámových lomů, dolů, poklesových sníženin nebo umělých koryt vodních toků. 1 2 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). Hrany mají velký význam při terénním mapování a při analýzách map a leteckých snímků. Na rozdíl od hran, které vznikly přírodními geomorfologickými pochody mají často přímočarý průběh. Typické jsou hrany u etážových stěnových lomů nebo stupňovitých jámových depresí. PLOŠNÉ MORFOMETRICKÉ CHARAKTERISTIKY - geometricky jednoduché plochy, někdy označovany jako morfologické jednotky, facety nebo elementární povrchy. Koncepce elementárních forem reliéfu se snaží respektovat přirozené hranice forem 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). Vzhled ploch - typu geomorfologického pochodu a stáří plochy. Vymezení jednotlivých typů ploch podle vzhledu je na základě průběhu spádnic a lze vymezit tři základní typy ploch: 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. 3 Sklon plochy - základní morfometrická charakteristika, určuje intenzitu gravitačně podmíněných geomorfologických procesů. 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 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°). Plochy se sklonem větším jak 2° - svahy. Sklon: měříme přímo v terénu, v laboratoři, pomocí sklonového měřítka na mapách, počítáme z digitalizovaného povrchu (map) s využitím GIS a vhodného software nebo počítáme s využitím laserového dálkoměru. 4 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, jež 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), relativní výškové členitosti byly konstruovány morfometrické typy reliéfu. Informace o území ČR obsahuje mapa výškové členitosti reliéfu (viz citace). MapaVyskova clenitost TypyMorfogrCR MapaStredVysky MapaStredSklony MapaPotencEroze 10 Horizontální členitost (vyjádření v km.km-2). Charakteristika vyjadřuje hustotu plošného rozčlenění erozními a erozně-denudačními tvary (údolí, strže, rokle, úpady), které je 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). 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. Vyjadřuje orientaci reliéfu ke světovým stranám a v kombinaci se sklony tvoří expozici reliéfu (zejména expozici vůči slunečnímu osvitu). Údaje o expozice jsou využívány ke zpracování mezoklimatických charakteristik. 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 11 Expozice plochy - vyjadřuje míru vystavení reliéfu působení exogenním činitelům. Expozice plochy je definována jako úhel mezi normálou plochy a směrem, vůči němuž expozici uvažujeme, například slunečnímu záření, větru nebo atmosférickým srážkám. Expozice svahu je závislá na orientaci plochy a sklonu plochy a je velmi důležitá pro intenzitu a druh exogenních geomorfologických pochodů, které na ni působí. V případě klimatických charakteristik hovoříme o anemoorografickém efektu. Geneticky stejnorodé plochy vytváří složitější útvary, které nazýváme povrchové tvary. Povrchový tvar je definován jako jednoduchá, zpravidla malá část terénního reliéfu, složená z přímkových (rovných), konvexních (vypuklých) a konkávních (vhloubených) dílčích ploch. Povrchové tvary mohou mít různé rozměry, vzhled, sklon, orientaci vůči světovým stranám i expozici. 12 Tvary reliéfu 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. Tvary povrchové – antropogenní tvary vzniklé na zemském povrchu antropogenními pochody. Příkladem jsou povrchové lomy, hráze vodních nádrží, umělá koryta, sejpy nebo oslavné pahorky. Tvary podpovrchové – antropogenní tvary vzniklé pod zemským povrchem odstraněním, nejčastěji odtěžením. Příkladem jsou šachty, štoly, tunely, podzemní bunkry, sklepy nebo hroby. 13 Podle vzhledu ploch se vymezují tvary ploché, konvexní a konkávní. vTvary ploché – vznikají složením více přímkových (rovných) ploch. Příkladem je agrární plošina, sídelní plošina nebo letištní plošina. vTvary konvexní (vypuklé) – vznikají složení konvexních ploch a vyznačují se vyšší nadmořskou výškou než byl původní reliéf Příkladem jsou haldy, ruinové pahorky, hráz vodních nádrží nebo oslavné pahorky. vTvary konkávní (vhloubené) – tvoří dílčí konkávní plochy, charakteristická je nadmořská výška nižší než původní přírodní reliéf. Příkladem jsou povrchové doly, pískovny, lomy, antropogenní krátery, poldry, umělá koryta nebo komunikační průkopy. tvary Podle morfologie se vymezují některé dílčí typy antropogenních tvarů. Například u akumulačních antropogenních tvarů to mohou být 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). §Homogenní – stejné petrografické složení §Nehomogenní – různé petrografické složení např. více vrstev hlušiny 15 Podle geneze lze vymezit 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 tvare, kolektory, které slouží k ukládání inženýrských sítí ve velkých městech Tvary Ostatní: např. umělé jeskyně, telekomunikační tvary nebo archeologické vykopávky Foto5 Foto11 Antropogenní tvary různé geneze Foto20 Foto23 Foto12 Foto14 17 ZÁKLADNÍ TYPOLOGIE PŘÍKLADY TVARŮ Těžební (montánní) tvary podpovrchové tvary hlubinný důl, komora, šachta, štola, vrt (průzkumný, těžební, vtláčecí) povrchové tvary povrchový důl, lom, oprám, hliniště, pískovna, pinka, sejp, těžební halda, odkaliště Průmyslové (industriální) tvary podpovrchové tvary industriální suterén, podzemní továrna, podzemní průmyslový objekt, podzemní ropný tanker (tankoviště), podzemní zásobník plynu, průmyslové uložiště povrchové tvary industriální halda, industriální plošina, průmyslové odkaliště, těžební plošina Zemědělské (agrární) tvary agrární halda, agrární plošina, agrární sníženina, agrární terasa, agrární val Sídelní (urbánní) tvary sídelní plošina, kulturní pahorek, ruinový pahorek, skládka, skalní obydlí, podzemní úkryty Dopravní (komunikační) a telekomunikační tvary podpovrchové komunikační tunel (silniční, železniční), podzemní garáž, tubus metra, plynovod, ropovod povrchové tvary dopravní plošina, letištní plošina, kosmodrom, komunikační násep, komunikační odkop, komunikační průkop, úvoz, komunikační zářez, těleso dálnice, ekodukt, mostní konstrukce, parkoviště, plochy telekomunikačních vysílačů, stožárů elektrického vedení.. Vodohospodářské tvary vodní nádrž, hráz vodní nádrže, inundační hráz, polder (přímořský pobřežní, říční), umělé koryto, vodní kanál, plavební kanál, průplav, vodní tunel, přeliv (přepad), zdymadlo, plavební komora, jez, náhon, strouha, propusť, lodní výtah, rybí přechod, vodovodní síť, stoková síť, ČOV, studna, meliorace, umělá zátoka, umělý ostrov, umělý mys a val Vojenské (militární) tvary antropogenní kráter, militární val, okop, zákop, výhledová mohyla, opevnění, hradní příkop, pevnostní město Pohřební (funerální) tvary hrobová jáma, megalitický hrob, dolmen, rov, mohyla, hrobka, hřbitov, kostnice, krypta Oslavné tvary megalitická stavba, oslavná socha, oslavný pahorek, pyramida, církevní podzemí Rekreační a sportovní tvary koupaliště, skokanský můstek, parkoviště, sjezdová dráha, sportovní areál, golfové hřiště, fotbalové hřiště, dostihová dráha, turistická stezka Vědecké a výzkumné tvary (ostatní tvary) archeologická vykopávka, kolektor, umělá jeskyně, podzemní laboratoře, vrty, odkryvy 18 Z hlediska prostorového rozložení (půdorysu) možno rozdělovat antropogenní tvary (podle Čech, Krokusová 2013): na bodové, liniové a plošné: § 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. §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 19 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 20 Podľa věku dělení:: – 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 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 21 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 Podle vegetačního pokryvu: §tvary holé (bez vegetačního krytu) §tvary s umělým vegetačním krytem §tvary porostlé přirozenou vegetací (spontánní vznik vegetace) 22 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.) § 23 Lacika (1997) člení antropogenní tvary z hlediska možné reverzibility: §reverzibilní (vratné), §ireverzibilní (nevratné) Uhelný vrch 773 m – východně Dražova, pinky těžba hlubinná těžba hnědého uhlí Důl Jan Šverma, hlubinná těžba černého uhlí - Žacléřsko – rekultivace haldy ukončena v roce 2006