141RIN141RIN 11

ŘŘííččnníí ininžženýrstvenýrstvííHydraulika koryt s pohyblivým dnem IIHydraulika koryt s pohyblivým dnem II

141RIN141RIN 22

Oblasti v podOblasti v podéélnlnéém profilu tokum profilu toku

141RIN141RIN 33

Vývoj parametrVývoj parametrůů na tokuna toku

141RIN141RIN 44

Charakter pohybu Charakter pohybu ččáásticsticv korytv korytěě

aktivní vrstva pohybu dnaPodložní vrstva

povrchová vrstva dna

141RIN141RIN 55

Tvorba Tvorba úútvartvarůů ve dnve dněěČČáást st ččáástic je v kontaktu se dnem a stic je v kontaktu se dnem a ččáást ve vznosust ve vznosu

141RIN141RIN 66

Charakter pohybu Charakter pohybu ččáásticsticv korytv korytěě

141RIN141RIN 77

SchSchééma podstaty stabilityma podstaty stability

141RIN141RIN 88

PoPoččáátek pohybutek pohybu ((incipientincipient motionmotion))

RgDu

RgD

2*b =

ρτ

=τ∗ν

=⋅+=τ−−−∗ DgD

,1006.022.0 p)7.7(6.0

pc

6.0p RReRe Re

Analytické vyjádření dle Brownlie (1981)

141RIN141RIN 99

Shields Relation, Transverse Angleθr = 35 deg

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 5 10 15 20 25 30 35 40j deg

x

degϕ

∗

∗

ττ

co

c

ZmZměěna kritickna kritickéého teho teččnnéého napho napěěttíí s ps přřííččným ným sklonem dnasklonem dna

141RIN141RIN 1010

Tvorba Tvorba úútvartvarůů ve dnve dněěČČáástice u dna ztrstice u dna ztráácejcejíí dodoččasnasněě pohyb, vytvpohyb, vytváářřejejíídnovdnovéé úútvarytvary

DDůůsledek sledek –– drsndrsněějjšíší dno dno →→ zvýzvýššeneníí odporodporůů

proudpostup vrásy

141RIN141RIN 1111

ÚÚTVARY VE DNTVARY VE DNĚĚInterakce proudu a pohybu splavenin vede ke vzniku útvarů ve dně, jako např. vrásy, duny, antiduny, splaveninové lavice. Tyto útvary mohou zpětně působit na proud a tím ovlivňovat množství materiálu v pohybu.

Duny na North Loup River. Nebraska, USA.

141RIN141RIN 1212

ÚÚTVARY VE DNTVARY VE DNĚĚ – splaveninové režimy

141RIN141RIN 1313

Tvorba Tvorba úútvartvarůů ve dnve dněědrsndrsněějjšíší dno dno →→zvýzvýššeneníí odporodporůů

141RIN141RIN 1414

POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ: : VrVráásysy

Vrásy na řece Rum. Minnesota, USA. Stav při velmi nízkém průtoku; λ ~ 10- 20 cm.

Vrásy jsou charakteristické a) velmi nízkou intenzitou pohybu splavenin b) vznikem na tocích s velikostí částic D < 0.6 mm. Charakteristická vlnová délka λ je řádu 101 cm a vlnová výška ∆η je řádu 100 cm. Vrásy se přesouvají v průběhu času směrem po proudu. Mají charakteristický nesymetrický trojúhelníkový tvar v podélném profilu, s mírně skloněným hřbetem a strmým čelem. Neovlivňují tvar hladiny.

Pohled na řeku Rum. Minnesota, USA

proudpostup vrásy

141RIN141RIN 1515

POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ: D: Dunyuny

Duny na North Loup River. Nebraska, USA. Osoby v kroužcích udávají měřítko snímku.

Dunes jsou nejrozšířenější útvar na dně na tocích s písčitým dnem; mohou se ale vyskytnout i na štěrkových tocích. Vlnová délka λ je řádu až 102 m, vlnová výška ∆η může na velkých tocích přesáhnout i 5 m. Duny jsou nesymetrického tvaru, s mírným hřbetem a strmým čelem vlny. Charakteristické proudění je říční(Fr << 1). Duny se přesouvají po dně ve směru proudu. Slabě ovlivňují tvar hladiny, proud se zrychluje nad vrcholem duny, kde dochází k snížení úrovně hladiny. (Tvar hladiny a dna není sfázován!)

prouděnípostup duny

141RIN141RIN 1616

POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ : : ČČasový postup dunasový postup dunVideo si stáhnete z http://hydraulika.fsv.cvut.cz/Predmety/RIN/KeStazeni.htm

141RIN141RIN 1717

POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ : : AntidunyAntiduny

Výskyt vln na hladině indikuje přítomnost antidun v korytě divočícího toku.

Antiduny vyskytují se na tocích s dostatečně vysokým Fr (nikoliv však nutně >1). Vyskytují se jak v písčitých, tak štěrkovitých tocích. Nejběžnější druhantidun postupuje proti proudu a vyznačuje se jen mírnou asymetrií. Hladina je výrazně sfázována se dnem.Výskyt symetrických vln na hladiněobvykle indikuje přítomnost antidun v toku.

proud postup antiduny

141RIN141RIN 1818

POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ : : periodickperiodickéé prahyprahy ((ppěřěřejeeje a ta tůůnněě))

Demonstrace výskytu periodických prahů v laboratorním žlab. Z obrázku je zřejmý

výskyt dvou vodních skoků.

Periodické prahy se vyskytují na velmi strmých tocích s bystřinným prouděním Fr>1. Ačkoliv mají velkou vlnovou délku podobají se antidunám. Prahy jsou vymezeny vodními skoky(bezprostředně pod nimi je prouděnílokálně říční). Prahy postupují proti proudu.

proudvodní skok

141RIN141RIN 1919

POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ : : periodickperiodickéé prahyprahy ((pokrapokraččovováánníí))

Výskyt periodických prahů v místě vyústění toku na písčitém pobřeží. Calais, Francie.

Periodické prahy se vyskytují v podmínkách strmého toku s bystřinným prouděním a přebytkem splavenin.

proud

jumps

141RIN141RIN 2020

POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ :: StStřříídavdavéé (pohybliv(pohyblivéé) lavice) lavice

Výskyt střídavých lavic na uměle napřímeném toku Naka, Japonsko.

Střídavé lavice vyskytují se vystřídaně podél obou břehů na tocích s dostatečně velkým (> ~ 12), nikoliv však přespříliš velkým poměrem šířky k hloubce B/H. Střídavé lavice postupujípo proudu a často mají relativně strmé čelo. Jejich výskyt často předznamenává tendenci toku k meandrování. Střídavé lavice se mohou vyskytovat společně s dunami a/nebo antidunami.

141RIN141RIN 2121

POHYB POHYB ÚÚTVARTVARŮŮ V KORYTV KORYTĚĚ :: vvííceceřřadadéé splaveninovsplaveninovéé jazykyjazyky

Půdorysný pohled - na sebe naskládané splaveninové jazyky a duny v tokuNorth Loup, Nebraska USA.

Víceřadé lavice (na sebe naskládané splaveninové jazyky ) vyskytují se když poměršířky k hloubce B/H je větší než je tomu v případě střídavých lavic. Tyto útvary postupují po proudu. Mohou se vyskytovat společně s dunami nebo antidunami..

141RIN141RIN 2222

SPLAVENINOVSPLAVENINOVÉÉ ÚÚTVARYTVARY V LABORATOV LABORATOŘŘI A V TERI A V TERÉÉNUNU: : DunyDuny

Duny na exponované pevné lavici meandrujícího toku Fly, Papua New Guinea

Duny v laboratorním žlabu.

141RIN141RIN 2323

SPLAVENINOVSPLAVENINOVÉÉ ÚÚTVARYTVARY V LABORATOV LABORATOŘŘI A V TERI A V TERÉÉNUNU: : StStřříídavdavéélavicelavice

Střídavé lavice v laboratorním žlabu. Střídavé lavice v na toku horního Rýna meziŠvýcarskem a Lichtenštejnskem.

141RIN141RIN 2424

Střídavé lavice v laboratorním žlabu Tsukuba University, Japonsko.

Střídavé lavice na řece Fuefuki, Japonsko.

SPLAVENINOVSPLAVENINOVÉÉ ÚÚTVARYTVARY V LABORATOV LABORATOŘŘI A V TERI A V TERÉÉNUNU: : StStřříídavdavéélavicelavice

141RIN141RIN 2525

VVěětventveníí koryta pkoryta přři pi přřesycenesyceníí splaveninami ale nsplaveninami ale níízkzkéém m prprůůtokutoku

Větvení v žlabu Tsukuba University, Japan.

Větvení koryta na Ohau River, New Zealand.

141RIN141RIN 2626

Matematický popis transportu splaveninMatematický popis transportu splavenin

2f

2

UCx

gHxHgH

21

xHU

tUH

0x

UHtH

−∂η∂

−∂∂

−=∂

∂+

∂∂

=∂∂

+∂∂

xq

t)1( t

p ∂∂

−=∂η∂

λ−

)U(qq tt =

St. Venant rovnice pro mělkou vodu:

Exnerova rovnice kontinuity sedimentu

Vztah mezi transportem splavenin a hydraulickými parametry proudu :

141RIN141RIN 2727

Matematický popis transportu splaveninMatematický popis transportu splavenin

2f

2

UCx

gHxHgH

21

xHU

tUH

0x

UHtH

−∂η∂

−∂∂

−=∂∂

+∂∂

=∂∂

+∂∂

)U(qq tt =

xq

t)1( t

p ∂∂

−=∂η∂

λ−

Disciplína morfodynamika se zabývá problematikou při níž proudění nad pohyblivým dnem se vzájemně ovlivňuje s tvarem tohoto dna, oboje se vyvíjí v čase.

Provázanost řešení rovnic kontinuity (1), hybnosti (2), Exnerovy rovnice (3) (kontinuita splavenin) a transportnírovnice (4)

(1)

(2)

(3)

(4)

141RIN141RIN 2828

TransportnTransportníí funkcefunkce

141RIN141RIN 2929

TransportnTransportníí modely modely -- ukukáázkazka