Říční inženýrství

1. Říční inženýrství Korytotvorné geomorfologické procesy

2. Charakteristický průtokQk(korytotvorný) Teoretický způsob odvození Qk Korytotvorný průtok – je průtok (úzký interval), který v časovém úseku svého výskytu vykoná největší práci – (transportuje nejvíce materiálu)

3. Praktický způsob odvození Qk Nechťznačíúroveň hladiny [L] and Qznačíprůtok vody korytem [L3/T]. V případě toku s říční nivou, se  rychle zvyšuje s rostoucímQ, pokud veškerý průtok je pojmut korytem, ale se zvyšuje s rostoucím Q mnohem pomaleji, pokud se již průtok vylévá z koryta . Zlom v křivce funkční zavislosti a Q zvyšujeQk =Qbf.

4. Přirozený vers. antropogenně ovlivněný vývoj toku Teme (U.K.) 1947 Teme (U.K.) 1973

5. Přirozený (1,2,3) vers. antropogenně ovlivněný vývoj toku (4) 1 2 3 4

6. Přirozený vers. antropogenně ovlivněný vývoj toku Rhine 1828 Rhine 1872 Rhine 1967

7. Typy koryt Toky s jediným korytem Toky s více rameny Typy koryt v závislosti na typu transportovaného materiálu a) koryta pouze s dnovými splaveninami Málo aktivní toky b) koryta s dnovými splaveninami i plaveninami Divočící toky c) koryta pouze s plaveninami

9. Rozvětvená koryta

10. Rozvětvená (divočící) koryta • jsou obvykle hodně široká a strmá s mělkými koryty —> aluviální ostrovy —> středové splaveninové lavice • Příčiny vzniku: • Přesycení proudu splaveninami • Strmé sklny širokých a mělkých tratí —> pohyblivé lavice jsou nestabilní, změna polohy s časem a vodním stavem • Výskyt: v oblastech převládajícího transportu splavenin —> podhorské oblasti

11. Meandrující koryta

12. Meandrující koryta • střídající zákruty, vlnovitost s>1.5 , sekvence výmolů (tůní) a mělkých brodů (krátké přímé úseky mezi meandry) • Příčina vzniku: • šroubovité (příčné) proudění v zákrutu • Coriolisova síla (u toků ve směru poledníků) eroze břehů —> nerovnoměrné ukládání splavenin vlivem singularit, vznik pevných lavic —> zúžují koryto —> urychlují postup eroze břehu na konkávě —>postup meandrů dolů po proudu

13. Meandrující koryta konv. • Příčný a podélný profil meandrujících koryt Koryto v brodu , v tůni brod často tvořen splaveninovým útvarem —> při nízkých V.S. —> vzdutí do předchozího zákrutu oblast brodu – křížení hlavní proudnice s pásem splaveninových útvarů špatný brod – spojením lavic ze dvou sousedních oblouků konk.

14. Morfologické procesy • Dnová eroze– forma proudové eroze, vedoucí k celkovému prohlubování koryta • Břehová eroze– proces rozšiřování koryta toku erozí břehů (sesouvání a odlamování břehů koryta) • Zpětná eroze – proces postupného zahlubování dna toků postupující ve směru proti proudu toku, projevem je např. říční pirátství v horní části toku

15. Morfologické procesy • a) stádium mladosti toku • b) proces stárnutí toku • c) mládnutí toku souvisí s charakteristickým tvarem příčného profilu toku

16. Morfologické procesy

17. Morfologické procesy - říční terasy štěrkopísčité terasy nivní uloženina možný výskyt tzv. drift bloků

18. Morfologické procesy

19. Morfologické procesy • Pirátství toku • Vývoj meandru

20. Typy říčních ramen Slepé r. Odstavené r. Mrtvé rameno r.

21. Prostorové proudění v korytě

22. Proudění v korytě

23. Morfologický charakter úseků toku v podélného profilu

24. io Go i x Vývoj podélného profilu • Model obrusu (Sternberg, 1875) – tvar podélného profilu souvisí s velikostí částice ve dně toku G • G = hmotnost částice [kg] • Go= počáteční hmotnost [kg] • = poměrný obrus - poměrný úbytek hmotnosti zrn [ kg/kg/km] x = vzdálenost uražená částicí v toku [km] Okraj. podm.: pro x=0 → G=Go→ C1=ln Go

25. Vývoj podélného profilu Z experimentů (Shulits, 1941) plyne, že sklon dna je úměrný velikosti částice ve dně pro x=0 → i=io→ G=Go →io=b Go e0 →b=io/Go Součinitelé poměrného obrusu a v [kg/kg/km] Oblá zrna Ostrohranná zrna žula 2,25x10 -3÷1,05x10 -3 8,56x10 -3 pískovec 4,12x10 -2 4,43x10 -1

26. Vývoj podélného profilu • Pozor! Předpoklad, že velikost (hmotnost) částice se zmenšuje pouze vlivemobrusunení naprosto správný – obrus částice jen jeden z vliv. Další významný vliv jevýběrový odnosčástic proudem, tj. že menší (lehčí) částice proud transportuje v korytě snadněji než velké (těžké), které zůstávají v horní části toku. Parker (1982) oponuje předpokladu výběrového odnosu myšlenkoushodné pohyblivosti částic v korytě. Tento koncept vychází z poznatku, že těžší zrna mají větší čelní plochu vystavenou účinku proudu a pohybují se tedy stejně snadno jako lehčí zrna, na které působí proud naopak menší unášecí silou. Další příčinou úbytku hmotnosti částic podél toku je zvětrávání a chemická koroze (má však menší význam) Nepravidelný vývoj podélného profilu reálného toku je ovlivňován existencí lokálních a erozních bází (výchoz odolných hornin ve dně, přirozené a umělé stupně na toku, hydrotechnické objekty na toku, vodní útvary se stojatou hladinou – jezera, údolní nádrže, rybníky). Celková výšková úroveň podélného profilu toku je určována globální erozní bází (recipient do nějž tok zaúsťuje – hlavní tok, moře)

27. Charakter morfologie a proudění v úsecích toku • Kaskádovitý typ proudění • Proudění typu práh-tůň • Proudění v korytě s rovným dnem • Proudění typu peřej-tůň • Proudění v korytě s dunami a vráskami ve dně

28. Periodické střídání peřejí a tůní na přímém štěrkovitém toku

29. Periodické střídání peřejí a tůní na vlnovitém toku Vzdálenost peřejí a tůní na vlnovitém toku z=2pW