Faktory ovlivňující podobu
a chování řek
Zdeněk Máčka
Z8308 Fluviální geomorfologie (3)
Rámcové shrnutí faktorů ovlivňujících řeky
TYP ŘEKY
Historie Litologie Klima
(hydrologie)
Tektonika
(převýšení
Člověk
FAKTORY PROTI PROUDU
FAKTORY PO PROUDU
Variabilita mezi úseky
Erozní báze Délka toku
MÍSTNÍ FIXNÍ
FAKTORY
Bedrock – aluvium
Přítoky
Aktivní tektonika
Tvar údolí
MÍSTNÍ PROMĚNLIVÉ
FAKTORY
Povodně
Vegetace
Katastrofy
Tektonické pochody generují členitý reliéf (převýšení)
Tektonika a reliéf
A,B,C,D … vysoká pohoří
E … vrchoviny
F,G … nížiny
Řeky často využívají strukturní sníženiny
nebo puklinové zóny
Melton (1959): Odvodňování kontinentů v
nezaledněných oblastech je ovlivněno nebo
kontrolováno z 25 až 75 % tektonicky.
Odnos sedimentů z povodí v závislosti na reliéfu (převýšení)
tektonická deformace
sklon údolního dna
morfologie a chování říčního
úseku
Možné případy odezvy koryta na tektonickou
deformaci podloží
Z D V I H
zdvihová oblast Monroe
(Arkansas a Louisiana)
morfologická odezva řek
Zemětřesení a tektonické pohyby v
povodí dolního Indu
místa s opakujícími se
avulzemi
Vazba říčního vzoru na zdvihové a poklesové tendence
zemské kůry
Vliv zemětřesení na
morfologii a chování řek:
• přímé ovlivnění koryta
• spouštěč sesuvů → donáška sedimentů do
koryta
• příčina avulzí
Zemětřesení v okolí města New Madrid (Missouri) (zdvihová oblast
Lake County) – odezva v morfologii koryta Mississipppi
Šířka koryta (od města Cairo)
Vývoj počtu
odškrceníTektonická situace
Topografická
situace
Typy odvodňování kontinentů v závislosti na tektonické situaci:
• Řeky pasivních okrajů kontinentů
• Řeky pasivní okraj – distální orogén
• Intra-orogenní řeky
• Řeky lemující okraje orogénů
• Řeky přetínající orogény
Litologie
Shimizu & Araya (2001)
Litologie ovlivňuje:
A) odtok
B) množství a vlastnosti zvětralin
GEOMORFOLOGICKÝ TYP ŘEKY
Odolnost povrchu vůči erozi
množství sedimentů
odnášených z povodí
jílovité zvětraliny
měkké horniny
úzké + hluboké koryto
malý poměr šířka/hloubka
křivolaké koryto
písčité, štěrkovité
zvětraliny
tvrdé horniny
široké + mělké koryto
velký poměr šířka/hloubka
přímé koryto
Klima (hydrologie)
Klima (srážky) ovlivňuje:
A) hydrologický režim
B) vegetace (v povodí, v ripariánní zóně)
C) donáška sedimentů do koryta
GEOMORFOLOGICKÝ TYP ŘEKY
Vliv klimatu na rychlost denudace
humidní oblasti
chemické zvětrávání
plaveniny
meandrující, přímé toky
(semi)aridní oblasti
fyzikální zvětrávání
dnové splaveniny
divočící toky
Srážky: A) roční úhrny, B) rozložení během roku
plynulý odtok ↔ nárazový odtok (povodně)
𝑄𝑄𝑄𝑄
𝑄𝑄𝑄𝑄�
Qk … průměrný maximální roční průtok
Qa … průměrný roční průtok
PŘÍKLAD: Stevens et al. (1975)
Vliv hydrologického režimu na morfologii koryta dvou řek v sv. Venezuele
Řeka Plocha
povodí
(km2)
Sklon
koryta
(m/km)
Šířka
koryta
(m)
Křivolakost Velikost
zrna
(mm)
Průměrný
průtok
(m3/s)
Max
průtok
(m3/s)
Qk/Qa
Tonoro 1280 0,8 198 1,1 0,35 11,1 525,9 47
Guanipa 2816 0,7 16,5 2,3 0,35 16,7 103 6
MEANDRUJÍCÍ
TOK
povodně
+
donáška hrubých
sedimentů
PŘÍMÝ
TOK
Morfologie údolí
Konvexní a konkávní segmenty údolního profilu ovlivňují korytovou morfologii
Sand Creek, Nebraska
Lokální zvýšení sklonu údolního dna dává vzniknout přehloubeným
(stržovitým) úsekům koryta
Niobrara County, Wyoming
Erozní báze (base level)
Současná představa
Lane (1955)
Výchozí představa
Řeka se bude zahlubovat nebo
agradovat, aby udržela svůj
rovnovážný podélný profil.
VÝRAZNÁ ZMĚNA SE PROMÍTNE
DALEKO PROTI PROUDU
ZAHLOUBENÍ/AGRADACE NEMUSEJÍ BÝT
VÝRAZNÉ A MOHOU MÍT LOKÁLNÍ DOSAH
Proměnné ovlivňující reakci na změnu
erozní báze:
1. Charakter změny erozní báze
• znaménko
• velikost
• rychlost
• doba trvání
2. Geologie
• litologie
• struktura
• vlastnosti aluvia
3. Geomorfologie
• sklony povrchů
• tvar údolí
• tvar koryta
• náchylnost koryta ke změně
Řeka se přizpůsobuje pomocí:
prohlubování, nebo zanášení údolního
dna
𝑃𝑃 =
𝐿𝐿𝐿𝐿
𝐿𝐿𝐿𝐿
=
𝑆𝑆𝑆𝑆
𝑆𝑆𝑆𝑆
P … křivolakost koryta
Lc … délka koryta
Lv … délka údolí
Sv … sklon údolí
Sc … sklon koryta
V … rychlost proudění
R … hydraulický rádius
S … sklon koryta
n … součinitel drsnosti
Schumm (1993)
Řeka se přizpůsobuje také pomocí změn:
• křivolakosti (sinuosity)
• rozměrů koryta
• drsnosti koryta
VLIV ŘÍČNÍHO
VZORU
Změna erozní báze se projeví jinak u
meandrujícího, divočícího a přímého toku.
𝑉𝑉 =
1,49
𝑛𝑛
𝑅𝑅
2
3�
𝑆𝑆
1
2�
Manningova rovnice
Změna polohy erozní báze vyvolá komplexní odezvu
(= proces, při kterém jedno primární narušení způsobí
celou škálu druhotných odezev)
kolísání dodávky
splavenin dolů po
proudu
zahlubování výše po proudu
vyvolává zanášení níže po
proudu
ZAHLOUBENÉ
TOKY
jednotlivé říční úseky
vykazují protichůdné
chování
VÝCHOZÍ STAV
1. odezva: zahloubení
2. odezva: agradace
3. odezva: zahloubení a vznik teras
primární narušení:
jednorázový pokles erozní báze