4.2 Prirodzený vývoj koryta vodných tokov
sklonom,
tokom, ktorého koryto tvorí údolnú os
povodia (obrázok 4.9
dia.
Voda v korytách sa pohybuje
prúdiacou vodou a prostredím, v
ktorom prúdenie prebieha. Výsledkom
ra
jeho n a s ý t e n i e s p l a v e n i n a m i .
Dynamické pôsobenie vody na dno a
brehy koryta sa mení v danom profile
v závislosti od prietokových zmien.
smere, tak ako sa mení dynamika
v o d n é h o p r ú d u a charakter eróznotransportných
procesov. Intenzita erózneho
pôsobenia vodného toku toku závisí
od výškového rozdielu hornej a dolnej
eróznej bázy 1.
Obrázok 4.9
vodohospodársky objekt v koryte a pod. Hornú erózna bázu vytvára napr. poloha rozvodnice, ktorá sa
V
pôdorysnom
tvare, v
neho profilu zostáva nezmené – nerozširuje sa, nedochádza k prehlbovaniu ani
k zanášaniu. V tomto prípade hovoríme o stabilnom koryte. Stabilné koryto sa mení zmenou prietokových
zvyšuje svoj
sklon smerom k
a
v povodí vedú k
s plošnou eróziou
proc
k ústiu postupne zmenšuje. Má tvar plynulej krivky, vypuklej nadol, ktorá pripomína priebeh exponenciálnej
krivky (o b r á z o k 4.10). So zmenšujúcim sa sklonom v smere prúdu plocha povodia i prietoky vzrastajú,
1
Erózna báza –
v blízkosti vrcholov pohorí, v pramenných oblastiach vodných tokov. V spodnej e.b. toky vstupujú do rovinatých
56
dochádza k
V
dolnom úseku dochádza k ukladaniu splavenín, hovoríme o z ó n e
horizontále, avšak splýva s
a k u m u l á c i e . V dolnom úseku sa krivka
prúdu k
nemu
vým pôsobením vodného prúdu. Úseky toku,
pod krivkou, tok zvyšuje agradáciou. Pri
h rozmeroch
systémom ramien, na Malý Dunaj a Mošonský Du
aní
cej údolie, hovoríme o eróznej terase, ak ju rieka
vytvorila vo vlastných náno
náplavoch
a splaveniny sa zmenšujú len obrusom, má tvar logaraitmickej krivky. Vyplýva to zo Sternbergovho zákona,
ktorý znie: „ Úbytok objemu posunovanej splavenny vyolaný obrusom je úmerný objemu splaveniny
V a
= -a ×
×
kde
j
a geometrických charakteristík toku a jeho koryta.
od rôznych fyzikálnych
= -a ×
a integrujeme ju dostávame
= -a × +
z okrajových podmienok –
V
= V 0 a dráha L = 0. Po dosadení
dostávame: C = lnV 0 .
= -a × +
,
alebo po úprave
= -a ×
Obrázok 4.10
57
Po odlogaritmovaní dostávame:
=
-a ×
po úprave
=
×
-a ×
Pre priemerné zrno = 0,0181 km-1
Pre maximálne zrno = 0,0319 km-1
ok objemu
hmotnosti 1 kg na dráhe 1 km.
=
= ×
- = ×
(-
-a ×
)
4.2.2 Vývoj pôdorysného tvaru koryta vodného toku
Prirodzená trasa koryta vodného toku má vo všeobecnosti tvar vlnovky. Prúdnica sa pohybuje od jednej
rozmery, ako výsledok e r ó z n e j ( a k t í v n e j ) a
vlastností prostredia, ako aj od premenlivého prietoku
a rozdelenia rýchlostné
sklon koryta sú dané tvarom
p r i a m e koryto. S týmto javom sa
stretávame pri horských tokoch, ale aj pri skalnatých
toky vytvárajú koryto vo vlastných náplavoch.
Obrázok 4.11 Meandrujúce koryto toku so stopami po
putovaní meandra v meandrovom páse
58
Obrázok 4.12
Creek v USA
Obrázky 4.13
protioblúkov a hovoríme v l n o v i t o m , alebo pri výraznejšom zvlnení trasy o m e n d r u j ú c o m
(ob r á z k y 4.11 a 4.13)
koryte
iameho smeru. Striedajúce sa nárazy na oba
rameno
pôvodné koryto sa postupne zanáša a vytvára
vývojom
rozvetvenom,
toku ( o b r á z o k 4.12).
– r a m e n á sú vzájomne oddelené lavicami,
ktoré sa pri brehovej vode zaplavujú. Korytá týchto tokov majú nízku stabilitu a ich koryto náhodne migruje
a n a s t o m ó z n e tvary koryta (obrázok 4.14).
LEOPOLD a WOLMAN (1957) zaviedli pre chakterizovanie trasy toku pojem
Si ( sinusoity),
=
kde
LT LU -
Si < 1,1
1,1
Si > 1,5
- priamy tok,
- vlnovitý tok,
- meandrujúci tok.
LANE (1955) a LEOPOLD a WOLMAN (1957) zistili,
Obrázok 4.14 Tok s anastomóznym korytom
59
toky, kt
s jednoduchým korytom a rozvetvené toky s viacerými ramenami je energia t
splaveninového materiálu dna.
koryta, jeho pôdorysný
ité,
ŠÍBL, J. et. al., 2002)
L . B . L E O P O L D O M a M . G . W O L M A N O M ( 1 9 5 7 ) , d o p l n ili ich parametrami z desiatich tokov bývalej
[m]
0,49
(4.14)
086
BV
(4.15)
kde
Q
- je brehová voda [m 3 s -1],
BBV - šírka koryta pri brehovej vode hladine [m].
okolí meandrujúceho toku na vlnovú
l=
×
-
(4.16)
kde
M
Qa
- perce
-
[% ],
3.s -1].
r
percentuálneho hmotnostného zastúpenia si
=
-
(4.17)
a
=
-
×
-
a percentuálneho
(4.18)
4.2.3 Vývoj tvaru prietokového profilu prirodzeného vodného toku
–
í a tok
h úsekoch a
edivá sila v
60
Obrázok 4.16
Obrázok 4.15
-
-
dôsledku ktorej sa vytvára nerovnomerné rozdelenie
rýchlostí vo vstupnom priereze oblúka. Tento typ
prúdenia nazývame
c i r k u l á c i a ( o b r á z o k 4.15 a 4.16). Pri tomto
konkávnemu brehu
2
ku dnu. Tu uvádzajú do pohybu spodné vrstvy po dne
ku k o n v e x n é m u b r e h u 3, kde materiál ukladajú a
e závisí na rozdelení
rýchlostí vo vstupnom priereze oblúka a na pomeroch,
Obrázok 4.17
a koryto
kde
Ro - polomer oblúka vo vstupnom priereze [m],
B - šírka toku v hladine [m],
h [m].
u ktorých platí
a je výrazný najmä pri
hlbokých a úzkych korytách, kde sa jasne prejavuje
prevýšenie hladiny v oblúku. V širokých korytách nie
je tento pohyb výrazný, lebo sa celý prúd rozdelí na
Obrázok4.18
4.18
Obrázok
cirkulácia -
-
Skrutkovitý pohyb vody sa vyskytuje i v priamych úsekoch, hoci v nich nepôsobí odstredivá sila, ktorá je
priamych úsekoch, tzv.
dvoch alebo viacerých skrutkových pohybov
je však menej výrazná, skladajúca sa spravidla z
b
r
á
z
o
k
4.17
(o
a 4.18 ). Vzniká v dôsledku pôsobenia
2
Konkávny breh – breh s
– breh
na vonkajšej strane zákruty
3
Konvexný breh - breh s polomermi zakrivenia menšími ako polomery zakrivenia osi pôdorysného obrazu koryta –
breh na vnútornej strane zákruty
61
zvýšenie hladiny pri
uprostred toku. V dôsledku
tohoto malého sklonu sa
voda pohybuje šikmo od
brehov ku stredu koryta,
kde
p ô s o b e n í m p o h y b o v ej
energie stretávajúcich sa
hmôt vody vzniká malé
Obrázok 4.19 Deformácia hladiny a c h a
pri
( o b r á z o k 4.19 )
voda hromadí v miestach najvyšších rýchlostí, ktoré sanachádzajú v strede prietokového profilu tesne pod
hladinou.
e do stredu
ovplyvnená pôsobením odstredivej sily.
Miesto medzi dvoma protismernými oblúkmi, kde sa
brod5
4
a prietok splavenín nazývame
vyššie rýchlosti ako v
Rozoznávame b r o d y d o b r é
( o b r á z o k 4.20 ). a
brody zlé
( o b r á z o k 4.21 ). Pri dobrom brode
kolmý k obom brehom a prietok vody prúdiaci cez brod nie je skoncentrovaný. Pri zlom
6.
ozmiestnenie brodov je v
medzi rozmiestnením brodov a šírkou toku a vyjadrili ho rovnicou:
=
×
(4.19)
kde
z [m],
B - šírka toku v hladine pri korytotvornom prietoku [m].
4
Prúdnica – spojnica miest s
Brod – plytký úsek rovinného vodného toku s charakteristickým reliéfom dna vytvoreným ukladaním splavenín
6
Meander –
Pomenovanie pochádza z názvu tureckej rieky Maiandros, dnes Menderes.
5
62
Obrázky 4.20 (hore) a 4.21 (dole)
Porovnanie morfologických odlišností pri dobrých a zlých
brodoch
KONTROLNÉ OTÁZKY:
1.
u!
2. Vysvetlite zákonitosti vývoja pôdorysného tvaru koryta vodného toku !
3. Vysvetlite zákonitosti vývoj prietokového profilu koryta vodného toku !
63
Download

4.2 Prirodzený vývoj koryta vodných tokov