Typy koryt potoků
V rámci jednoho toku můžeme často rozeznat tři různé typy koryt. Tyto jedinečné typy koryt se vyvíjejí v reakci na změny rychlosti proudění, struktury sedimentů a stupně toku.
Kanály nacházející se v horních úsecích mnoha toků bývají úzké s prouděním pohybujícím se vysokou rychlostí (obr. 10z-1). Vysoké rychlosti proudění, které se v těchto tocích vyskytují, jsou důsledkem strmého sklonu a gravitace. V těchto říčních systémech je eroze velmi aktivním procesem, protože koryto se snaží přizpůsobit topografii krajiny. K usazování dochází především v obdobích nízkého průtoku. V důsledku toho jsou povodňové usazeniny velmi omezené a koryto toku je velmi přechodné a mělké.
Obrázek 10z-1: Horní tok potoka ve Skalistých horách v Kanadě.
Toky s vysokým zatížením sedimenty, které se setkávají s náhlým snížením rychlosti proudění, mají obvykle opletený typ koryta (obrázek 10z-2). Tento typ koryta se často vyskytuje dále v profilu toku, kde se sklon mění ze strmého na mírně se svažující. V opleteném toku se hlavní koryto dělí na řadu menších, vzájemně se prolínajících nebo opletených kanálů. Oplétaná koryta bývají široká a mělká, protože materiály dna jsou často hrubé (písky a štěrky) a nesoudržné.
Obrázek 10z-2: Oplétané koryto toku.
Meandrující koryta vznikají tam, kde toky protékají relativně plochou krajinou s širokou nivou (obrázek 10z-3). Z technického hlediska se o meandrujícím toku hovoří tehdy, když je poměr skutečné délky koryta k přímé vzdálenosti mezi dvěma body na korytu toku větší než 1,5. Koryta těchto toků mají charakteristický tvar písmene U a aktivně migrují přes rozsáhlé záplavové území.
Obrázek 10z-3: Meandrující koryto toku.
Vlastnosti koryta toku
V korytu toku se nacházejí různé sedimentační vrstvy a struktury. Mnohé z těchto prvků jsou závislé na složité interakci mezi rychlostí proudění a velikostí sedimentů.
Při proudění hrubých sedimentů vznikají pískové a štěrkové lavice. Tyto typy pruhů vidíme často v opletených tocích, které jsou běžné ve vyvýšených oblastech (obr. 10z-4). Mříže vznikají v opletených tocích v důsledku snížení odtoku. Snížení odtoku často způsobují dvě podmínky: snížení sklonu toku a/nebo snížení průtoku po srážkách nebo jarním tání sněhu a ledu.
Obrázek 10z-4: Opletené koryto toku se štěrkovými bary.
Bodové bary vznikají tam, kde je průtok toku lokálně snížen v důsledku tření a snížené hloubky vody (obrázek 10z-5). V meandrujícím toku bývají bodové pruhy časté na vnitřní straně ohybu koryta.
Obrázek 10z-5: Meandrující koryto toku při pohledu shora.
V přímých tocích mohou vznikat pruhovité nánosy jako reakce na tálový (červené šipky Obrázek 10z-6) a šroubovitý tok. Obrázek 10z-6 níže ukazuje pohled na tyto usazeniny a související prvky z nadhledu.
Obrázek 10z-6: Pohled na usazeniny, které se vyskytují v typickém korytě přímého toku, z nadhledu.
V tomto korytě přímého toku se v oblastech toku vzdálených od thalwegu vytvářejí tyče. Riffles, další typ hrubých usazenin, vznikají pod thalwegem v místech, kde se rychlejší tok pohybuje vertikálně vzhůru v korytě. Mezi riffly jsou vymleté tůně, kde je materiál vytěžen, když se zóna maximální rychlosti proudu přiblíží ke korytu toku. Absolutní vzdálenost těchto prvků se liší podle velikosti koryta. Relativní vzdálenost mezi jedním a dalším vlnobitím je však v průměru pětkrát až sedmkrát větší než šířka koryta (přehnaně znázorněno na obrázku). Oba tyto prvky se mohou vyskytovat i v sinusoidních korytech.
Duny a vlnolamy jsou primárními sedimentačními prvky v tocích, jejichž koryto je tvořeno převážně pískem a bahnem. Duny jsou vysoké asi 10 a více centimetrů a jsou od sebe vzdáleny metr a více. Jsou běžné v tocích s vyšší rychlostí proudění. Vlnky mají výšku a rozestupy jen několik centimetrů a vyskytují se v pomalu tekoucích tocích s jemnou strukturou koryta. Oba tyto prvky se v průběhu času pohybují a migrují po proudu. Materiál na mírně se svažující straně těchto prvků se vlivem proudění vody valí a přeskakuje po svahu. Částice se pohybují vzhůru po svahu, dokud nedosáhnou hřebene prvku, a pak se lavinovitě snášejí po strmější závětrné straně a shromažďují se u základny další duny nebo vlnovky. Tento proces se pak opakuje stále dokola, dokud se materiál nedostane na místo níže po proudu, kde se trvaleji usazuje.
Záplavová oblast
Podél koryt toků se nacházejí relativně ploché oblasti známé jako záplavové oblasti (obr. 10z-7). Záplavová území vznikají, když toky při povodních překračují své hráze a roznášejí výtok a suspendované sedimenty po povrchu země. Nivy jsou hřbety, které se nacházejí po stranách koryta toku a jsou tvořeny pískem nebo štěrkem. Průměr hrází je přibližně polovina až čtyřnásobek šířky koryta. Po ústupu povodňových vod se sníží rychlost proudění, což způsobí usazování naplavenin. Opakované povodňové cykly v průběhu času mohou vést k ukládání mnoha po sobě jdoucích vrstev naplavenin. Povodňové nánosy mohou zvýšit nadmořskou výšku koryta toku. Tento proces se nazývá agradace.
Obrázek 10z-7: Následující snímek Landsat 5 pořízený v září 1992 ukazuje úsek řeky Missouri v Rocheportu ve státě Missouri. Šikmá perspektiva tohoto snímku směřuje na západ nebo proti proudu řeky. Tento snímek byl barevně vylepšen a upraven tak, aby zobrazoval přehnaný topografický reliéf. Holá půda a zoraná půda jsou zobrazeny červeně, vegetace zeleně a voda tmavě modře. Ve středu snímku je vidět plochá říční niva. Vzhledem k ročnímu období je většina zemědělské půdy nacházející se na bohaté a úrodné půdě záplavové oblasti zoraná a zbavená vegetace. (Zdroj: NASA Scientific Visualization Studio).
Záplavové oblasti mohou také obsahovat sedimenty usazené při boční migraci říčního koryta. Tento proces je běžný jak u splétaných, tak u meandrujících koryt. Oplétaná koryta vytvářejí horizontální nánosy písku v době sníženého průtoku. V meandrujících tocích vede migrace koryta k vertikálnímu ukládání bodových nánosů. Usazeniny v opleteném i meandrujícím korytě jsou hrubší než materiály ukládané při povodních.
V záplavovém území lze nalézt řadu dalších geomorfních prvků. Nivy protínají úzké průrvy zvané štěrbiny. Tyto prvky umožňují při povodních pohyb vody do nivy a zpět. V záplavovém území jsou roztroušeny topografické deprese. Deprese obsahují jedny z nejkvalitnějších usazenin v záplavovém území díky svému vyvýšení. Oxbow jezera jsou opuštěná koryta, která vznikají, když jsou meandry odříznuty od zbytku koryta v důsledku boční eroze toku.
Aluviální vějíře a delty
Potoky tekoucí do stojatých vod obvykle vytvářejí deltu (obr. 10z-8 a 10z-9). Delta je těleso sedimentů, které obsahuje četné horizontální a vertikální vrstvy. Delty vznikají při ukládání sedimentů nesených tokem v důsledku náhlého snížení rychlosti proudění. Povrch většiny delt je vyznačen malými pohyblivými kanály, které odvádějí vodu a sedimenty z hlavního říčního koryta. Tyto malé kanály také slouží k rozložení sedimentů na povrchu delty. Některé delty, například Nilu, mají trojúhelníkový tvar. Toky, jako je Mississippi, které mají vysoký obsah sedimentů a vlévají se do relativně klidných vod, způsobují vznik delty ve tvaru ptačí nohy.
Obrázek 10z-8: Delta Nilu (Zdroj: NASA).
Obrázek 10z-9: Delta Mississippi ve tvaru ptačí nohy (Zdroj: NASA).
Většina delt obsahuje tři různé typy usazenin: přední, horní a spodní. Předsunuté vrstvy tvoří hlavní část delt. Ukládají se na vnějším okraji delty pod úhlem 5 až 25 stupňů. Strmější úhly vznikají v jemnějších sedimentech. Na vrcholu předsunutých vrstev se nacházejí téměř vodorovné vrcholové vrstvy. Tyto vrstvy mají různou velikost zrn a vznikají z usazenin malých pohyblivých kanálů, které se nacházejí na povrchu delty. Před a pod předsunutými vrstvami se nacházejí dnové vrstvy. Tyto vrstvy jsou tvořeny jemným jílem a hlínou. Dno usazenin vzniká, když je nejjemnější materiál odnášen prouděním do moře.
Aluviální vějíř je rozsáhlé vějířovité ložisko sedimentů, po kterém protéká opletený tok (10z-10). Aluviální vějíře vznikají, když toky nesoucí velké zatížení snižují svou rychlost při výstupu z hornatého terénu na téměř vodorovnou rovinu. Vějíř vzniká tím, že se opletené toky posouvají po povrchu tohoto útvaru, ukládají sedimenty a upravují svůj tok. Následující obrázek ukazuje několik aluviálních vějířů, které vznikly v důsledku náhlé změny nadmořské výšky.
