Textová část

Terénní dokumentace

Internetové stránky

Literatura

Hlavní stránka

4.3. Aluviální sedimenty

Aluviální sedimenty se ukládají za převládajícího vlivu říčních procesů. Termínu aluviální je dávána přednost před termínem fluviatilní (fluviální), resp. proluviální. Aluviální sedimenty zahrnují sledy od aluviálních kuželů přes divočící řeky po meandrující řeky (obr. 1).

Obr. 1. Přechody mezi aluviálními kužely, divočícími řekami a meandrujícími řekami. nahoře zvýrazněno zjemňování sedimentů, uprostřed systém řečišť, dole mechanismus sedimentace: A – nasycené toky a plošné splachy, B – řečištní transport po dně, C – sedimentace ze suspenze (Kukal, 1986).

Obr. 2a. Divočící řeka, Dolomity (foto P. Skupien).	Obr. 2b. Meandrující řeka, Dunaj, Bratislava (foto P. Skupien).

Sedimentace v aluviálním prostředí probíhá několika mechanizmy:

- normální vodní proudy – plošné toky (pohybují se po ploše jako vrstva vody),

- bystřinné proudy (zařezávají se do podkladu a vytvářejí koryto),

- nasycené toky (pohyb jako plastická masa) – bahnotoky,

– úlomkotoky.

Obr. 3. Stavba sedimentů úlomkotoku a plošného toku (Perry, Taylor, 2006).

Obr. 4a. Sedimenty aluviálního kužele vzniklé úlomkotokem, Gyanse, Tibet (foto P. Skupien).	Obr. 4b. Sedimenty plošného toku, terasa Olše, Jablunkov (foto P. Skupien).

4.3.1. Aluviální kužely (aluvial fan deposits)

Aluviální kužely jsou tělesa ve tvaru segmentu kužele nebo vějíře. Ve starší literatuře též proluviální kužel nebo proluvium, náplavový nebo dejekční kužel (resp. suché delty). Mají tvar kuželu směřujícího směrem do sníženiny od bodu, kde vodní tok opouští vyšší polohu. Vodní toky se na kuželu zpravidla větví na četná ramena (tzv. divočící vodní tok). Ramena toku se směrem do sníženiny rozšiřují, tím se ztrácí rychlost a zmenšuje se hloubka toku a nastává akumulace. Při úpatí vyššího terénu někdy bývají na kuželu i netříděné nebo málo tříděné svahové usazeniny a sedimenty bahenních proudů, sesuvů, ap. Fluviální sedimenty na kuželu jsou naproti tomu následkem postupné ztráty unášecí schopnosti tříděné. Kužely mívají různou velikost, půdorysný tvar a povrchové tvary.

Obr. 5a. Příklad aluviálního kuželu na severní straně pohoří Tian Shan (severozápadní Čína). Satelitní snímek Landsat-7 http://worldwind.arc.nasa.gov.	Obr. 5b. Aluviální kužel, Gianse, Tibet (foto P. Skupien)

Podmínky vzniku: vyšší reliéf (okrajové zlomy, zlomové srázy, klify), značný zdroj klastického materiálu (nejlépe semiaridní klima). Povrch kuželů je rozbrázděn systémem koryt.

Profily aluviálními kužely ukazují střídání dvou základních typů sedimentů:

1. poměrně dobře vytříděné štěrky s proudovým, nejčastěji výmolovým šikmým zvrstvením, přecházející do jemnějších členů. Jsou uloženy normálními říčními procesy, řídkými vodními proudy, dopravujícími hrubý materiál trakcí po dnu a jemnější v suspenzi. Při velkých povodních vody stékají po povrchu kužele jako vrstva (plošný splach). Při menších povodních protékají vody koryty;

2. špatně vytříděné hrubozrnné sedimenty, tzv. diamiktity (mixtity), se všemi frakcemi ve směsi a s písčito-jílovitou podpůrnou strukturou. V jemnější matrix mohou být až metrové ostrohranné bloky. Pohybuje-li se voda po povrchu holých kuželů bez vegetace, uchvacuje stále více pevných částic, až se pohybuje jako plastická masa – nasycený tok. Má-li na 25 % jílovitých částic, jedná se o bahnotoky (mud flow), převažují-li hrubé částice – úlomkotok (debris flow). Nasycené toky produkují diamiktity.

Obr. 6. a - Vytříděné štěrky aluviálního kužele, b – diamiktity v aluviálním kuželu, Xigaze, Tibet (foto P. Skupien).

Uplatňuje se též filtrační způsob sedimentace. Velká část vody neteče po povrchu, ale vsakuje do porézního sedimentu. Póry v sedimentu působí jako filtr a zachycují pevné částice.

Obr. 7. Schéma aluviálního kužele s převládající plošnou sedimentací (Růžičková et al., 2003).

Proximální a distální uloženiny:

· proximální (nejblíže přínosu): převaha nevytříděných sedimentů a nestabilních klastů,

· distální (vzdálenější): přibývání vytříděnějších říčních uloženin.

Aluviální kužely mohou mít cyklickou stavbu – zejména ty, které jsou založeny pod aktivními okrajovými zlomy. Tektonické pohyby podél zlomů bývají epizodické – vznik cyklů. Kužely mohou dosahovat velkých mocností (cykly až 150 m, v Norsku v devonu údajně celková mocnost až 25 km).

Identifikace fosilních aluviálních kuželů závisí na zhodnocení zrnitostního složení sedimentů a rozpoznání jejich vertikálního a laterálního vývoje. Znaky:

1. Tvar – ve směru protažení čočkovitý nebo klínovitý. V příčném řezu čočkovitý s plochou bází.

2. V profilu se střídají netříděné slepence s tříděnými. Prvé chaoticky zvrstvené, druhé se šikmým výmolovým zvrstvením.

3. V příčném profilu se střídají čočkovité vrstvy slepenců (s erozivní bází) s plošně rozsáhlejšími tabulovými vrstvami.

4. V netříděných slepencích je mnoho lokálního materiálu z přímého okolí.

5. Materiál jemnějších sedimentů neobsahuje organické látky. Barva je většinou hnědavá.

6. Typický je laterální přechod do normálních říčních uloženin, po směru proudu i do jezerních uloženin či do sedimentů aluviální plošiny (viz dále).

U předdevonských aluviálních kuželů by neměl být podstatný rozdíl mezi těmi, které se uložily v aridních a v humidních oblastech, u podevonských ano. Humidní kužely jsou genezí, formou a mechanismem sedimentace bližší říčním uloženinám než aridní.

4.3.2. Aluviální plošiny

Rozsáhlé roviny s plošnými splachy na úpatí pohoří, tvořené aluviálními sedimenty, označujeme jako aluviální plošiny. V kontinentálních podmínkách lze sledovat následující posloupnost prostředí: pohoří – aluviální kužely – aluviální plošiny – playa.

Obr. 8. a- Aluviální plošina, Xigaze, Tibet. b –říční koryto prořezávající aluviální plošinu, Tibet (foto P. Skupien).

4.3.3. Říční sedimenty (fluviální)

Říční prostředí se vyvíjejí z prostředí aluviálních kuželů a do značné míry se s nimi překrývají. Vodní toky se zpravidla zvětšují směrem po toku. Říční koryta se rozšiřují a prohlubují. Tento pochod lineárního působení tekoucí vody a materiálu unášeného vodou nazýváme erozí. Rozlišujeme

        a) hloubkovou erozi, kdy vodní tok koryto prohlubuje,

        b) boční erozi, kdy vodní tok koryto rozšiřuje.

Erozí uvolněný materiál odnáší vodní tok jako

        a) rozpuštěný materiál,

        b) splaveniny, tj. hrubozrnné částice posunované a převalované po dně koryta vodním proudem,

        c) plaveniny, tj. jemnozrnný materiál rozptýlený ve vodě.

Velikost eroze vodního toku závisí na dvou hlavních činitelích:

        a) na erozní schopnosti řeky, hydraulických vlastnostech, množství plavenin a splavenin,

        b) na odolnosti břehů a dna koryta.

Erozní schopnost vodního toku závisí především na průtoku a rychlosti vody. Tedy faktory, které ovlivňují tyto dvě charakteristiky (např. sklon koryta), rovněž ovlivňují erozní schopnost. Odolnost koryta závisí na typu hornin, které tvoří okolí řeky, a na jejich vlastnostech.

Pro erozní činnost vodních toků má největší význam hrubý materiál dopravovaný po dně koryta. Materiál je po dně posunován, převalován anebo se pohybuje skoky (saltací). Největší množství materiálu určité velikosti, které řeka může dopravovat jako splaveniny na dně, se nazývá unášecí kapacita toku. Největší průměr částic, které tok může dopravovat po dně jako splaveninu, udává unášecí rychlost toku. Unášecí kapacita a schopnost vzrůstá s vodností a rychlostí toku. Proto činitelé, kteří ovlivňují rychlost, jako je sklon koryta a jeho drsnost, zakřivenost, rovněž ovlivňují unášecí kapacitu a schopnost.

Z hlediska sedimentologického rozlišujeme řeky:

- divočící (soustavy větvících se a znovu se slévajících řečišť oddělených podélnými valy),

- meandrující (klikatící se řečiště se sedimentací na konvexních – nánosových úsecích – jesepech). Meandrující bývají ještě děleny na řeky s malou a s velkou sinuozitou.

Obr. 9. Blokdiagram znázorňující morfologii koryt a sedimentární tělesa, která vznikají v divočícím říčním toku. Schématicky je znázorněna typická stavba podélného, příčného a bočního štěrkového valu a výplně říčního koryta (Galloway, Hobday, 1983 in Růžičková et al., 2003)

Obr. 10. Příklady sedimentace divočících řek. a – Gianse, Tibet. b – Nowy Targ, Polsko (foto P. Skupien).

Meandry jsou zákruty koryta toku větší délky, než je polovina obvodu kružnice nad jeho tětivou. Středový úhel oblouku je větší než 180°. U meandru rozlišujeme vypuklý a vydutý břeh. Vypuklý břeh (jesep) je břeh s poloměry zakřivení menšími, než jsou poloměry střednice půdorysného obrazu koryta. Obvykle u něj vznikají náplavy. Náplavy jsou splaveniny akumulované v korytě toku. Vydutý břeh (výsep) je břeh s poloměry střednice půdorysného obrysu koryta. Obvykle u něj vznikají výmoly v korytě a dochází k boční erozi břehu. Meandry zpravidla vytvářejí v nivě tzv. meandrový pás. Jednotlivé zákruty v meandrovém pásu se posouvají směrem po toku. Přitom se území uvnitř jednotlivých meandrů (tzv. meandrové ostruhy) zmenšují. V nejužších místech meandrových ostruh (tzv. šije meandru) dochází k protržení meandru. Oddělená část meandru, která dále není protékána, se nazývá mrtvé rameno. Postupně zarůstá vegetací a vyplňuje se sedimenty bohatými na organické látky (tzv. hnilokaly).

Obr. 11 Princip vztahu mezi erozí (břeh výsepu) a sedimentací (břeh jesepu) podmiňující vývoj meandrů na vodním toku. Podle Presse & Sievera, 1998	Obr. 12. Příklad meandru. Protilehlý jesepní břeh je charakteristický přítomností agradačního valu tvořeného štěrky. Řeka Lučina, Havířov (foto P. Skupien)

Obr. 13. Schéma meandrujícího toku (Růžičková et al., 2003).

Obr. 14. Mrtvá ramena - meandry Labe u Sedlčánek odřezaná meliorací (splavněním) řeky. Foto MŽP ČR  http://www.horydoly.cz/foto/cesko_reky/.

Zjednodušená klasifikace říčních uloženin rozlišuje:

- laterální nárůst (akreci) – přirůstání valů v řečišti,

- vertikální nárůst (akreci) – přirůstání na aluviální nivě.

Údolní niva je akumulační rovina podél vodního toku, je tvořena nekonsolidovanými sedimenty transportovanými a usazenými tímto vodním tokem. Při povodních bývá zpravidla zaplavována.

Komplexnější klasifikace fosilních říčních sedimentů rozlišuje:

- reziduální štěrky na dně řečiště,

- sedimenty valů v řečišti (příčných, podélných, jesepních),

- sedimenty agradačních valů (nivní hráze),

- sedimenty nivy (Havlena et al., 1979 užívá akumulační plošina).

Obr. 15. Základní architekturní jednotky fluviálních systémů (Růžičková et al., 2003).

Údolní niva mívá složitý mikroreliéf. V sedimentech můžeme rozlišit:

        a) korytovou facii, ukládanou uvnitř zákrutů a meandrů a zpravidla tvořenou hrubšími sedimenty (písek, štěrky),

        b) povodňovou facii, vznikající při povodních a tvořenou jemnými sedimenty (tzv. povodňové hlíny),

        c) facii břehových valů,

        d) facii mrtvých ramen, tvořenou jemnými sedimenty a vysokým obsahem humusu (tzv. hnilokaly).

Obr. 16 a. Říční niva zarůstající vegetací, řeka Ostravice, Baška (foto P. Skupien).	Obr. 16 b. Sedimenty říční nivy ležící na štěrcích agradačního valu, řeka Olše, Bystřice nad Olší (foto P. Skupien).
Obr. 16c. Sedimenty nivy proříznuté vodním tokem, Lasa, Tibet (foto P. Skupien).

Na svazích říčních údolí se nezřídka vyskytují stupně vytvořené říční činností za fází stability vertikálního vývoje údolí, které nazýváme říčními terasami. Svým vznikem jsou to bývalá údolní dna, která byla proříznuta vodním tokem v následující fázi prohlubování údolí. Říční terasy mají tedy tvar stupně tvořeného jednak rovným povrchem terasy, jednak srázným svahem, který omezuje rovný povrch na straně k ose údolí. Říční terasy jsou povrchový tvar, který může vzniknout erozí nebo akumulací vodního toku.

Podle vzniku rozlišujeme:

        a) terasy akumulační - jsou to zbytky údolní nivy proříznuté až na skalní podklad a jsou tvořeny různými faciemi fluviálních sedimentů; jejich povrch odpovídá původnímu akumulačnímu povrchu nivy;

        b) terasy erozní, které vznikly erozí vodního toku, a to

- proříznutím skalního dna údolí - skalní erozní terasy, které jsou tvořeny skalním soklem, příp. jen se slabým pokryvem fluviálních sedimentů,

- erozí v sedimentech údolní nivy, která nedosáhla skalního podloží - tzv. vložené erozní terasy, které vznikly erozí v sedimentech údolní nivy.

Vedle těchto základních typů může vzniknout ještě řada kombinací (např. vložené terasy akumulací, kdy se nová akumulace štěrkopísků vkládá do erozního zářezu v údolní nivě, který však nepronikl až na bázi nivy). Kombinací akumulační a erozní terasy jsou složené říční terasy, kdy jednotný terasový povrch je tvořen akumulační (blíže ose údolí) a erozní částí (při úpatí svahu). Má-li vodní tok několik terasových stupňů, které mohou ležet až několik desítek metrů nad současným tokem, pak nejstarší terasou je terasa nejvyšší, zatímco nejspodnější je nejmladší.

Obr. 17. Model a) údolní říční nivy (vybarvena červeně) s meandrující řekou včetně jejich slepých ramen, z níž se postupně - viz obr. b) a c) vyvíjejí akumulační terasy. Žlutě je v blokdiagramu c) vybarvena aktuální (nejmladší) říční niva vytvářející se v údolí meandrující řeky. Podle Jakeše 1984.

Obr. 18 a. Akumulační terasa, Ostravice (foto P. Skupien).	Obr. 18 b. Sedimenty akumulační terasy, sedimenty zjemňují do nadloží, Jablunkov (foto P. Skupien).

Fotogalerie