Metamorfóza údolních niv po povodni v červenci 1997 na horní Moravě

Transkript

1 Metamorfóza údolních niv po povodni v červenci 1997 na horní Moravě RNDr. Mojmír Hrádek, CSc. hradek@geonika.cz Ústav geoniky AV ČR, pobočka Brno, Drobného 28, Brno, , Česká republika Povodeň představuje mnohotvárný děj s jehož geomorfologickými účinky, které probíhají na dně údolí skrytě pod vodní hladinou rozlivu a pod vlivem místních časových a prostorových faktorů, se můžeme seznámit až po jeho skončení. Metamorfózou údolní nivy označujeme stav po povodni, kdy působením destrukčních fluviálních procesů (erozních a akumulačních) je struktura jejího povrchu silně nebo zcela pozměněna. Katastrofický stav tohoto druhu vzniká zejména v horském prostředí v důsledku vysoké energie reliéfu a narůstající kinetické energie srážkové vody pohybující se z horských svahů. Tyto rysy měla i povodeň z první poloviny července 1997 v povodí horní Moravy a Odry. K jejím charakteristickým rysům náležely vysoké hodnoty kulminačních povodňových průtoků řek (Q max ), které překonaly hodnoty průtoku stoleté povodně (GÁBA & GÁBA jr., 1997, HRÁDEK, 1999). Důkazem jsou naměřené hodnoty Q max 625 m 3 /s z na horní Moravě (Moravičany) ve srovnání s hodnotou Q m 3 /s. Kulminační průtok dosažený v této stanici byl vyhodnocen jako sedmisetletý (Q 700 ). Rychlost vodního proudu vrcholící povodně byla Gábou odhadnuta na 5-7 m/s, při sklonu koryta kolem 50 o / oo byly uvedeny do pohybu i bloky o rozměru 2-3 m a spolu s extremním množstvím splavenin a plavenin. Od jejich velkého objemu se odvozují vysoké hodnoty břehového a dnového smykového napětí a korytové eroze vedoucí k překonání energetických prahů. Geomorfologickou dokumentací po povodni v červenci 1997 byla v údolích řek pramenících v horských masivech Kralického Sněžníku, Rychlebských hor a Hrubého Jeseníku zjištěna řada erozních i akumulačních fluviálních tvarů spojených jak s boční erozí břehů při plných korytech, s rozlivem na údolní nivy tak s návratem povodně zpět do koryt. Vedle celkového snížení povrchu nivy nebo naopak její akrece vlivem difuse sedimentů při rozlivu, to byl vznik více či méně lineárních tvarů akumulačních - agradačních břehových valů a výnosů průvalových koryt i erozních oddělená erozní rozlivová koryta vzniklá buď jako průvalová koryta nebo ostatní výmolová koryta a dále migrace koryt související s divočením v důsledku vysoké zátěže hrubými splaveninami v sestupné fázi povodně. Metamorfoza povrchu nivy vyjádřená rozsahem povrchu postiženého destrukcí představuje jeden z ukazatelů velikosti povodně. V povodí Moravy např. podlehlo destrukci 226 km břehů. Při rekordních průtocích mělo na metamorfozu niv rozhodující vliv jak mimořádné množství transportovaného hrubého štěrku, zvyšující účinek smykového napětí, tak i nerovnosti dna koryt vedoucí ke vzniku korytových vírů, v závislosti na šířce koryt a údolí. Tato hodnota byla silně ovlivněna antropogenními transformacemi - regulacemi koryt, zúžováním údolního profilu náspy komunikací, mosty a propustky a v neposlední řadě i ucpáním profilů říčních koryt dřevní sutí (HRÁDEK, 1999). Na dynamické účinky povodně mělo vliv i střídání úseků kotlin s těsnými úseky údolí, časté na horní Moravě. Transport štěrku započal již od nejhořejších úseků toků na horských svazích, v závislost na stavu jejich údolních den a koryt a geologickém složení. Koryta v málo odolných svorech na svazích Keprníku se sklonem nad 50 o / oo byla vodním proudem zbavena většiny štěrkových nánosů, naopak koryta v akumulacích hrubě balvanité suti masivních rul v údolí Hučivé Desné, byla výmolnou činností povodně poškozena málo. Při úpatí horských svahů se lokálně uložily ploché náplavové kužely, na nich pak docházelo k divočení (Černý potok, přítok Branné). V plném rozsahu se geomorfologické účinky povodně projevily v korytech o spádu o / oo na středních tocích přítoků horní Moravy, kde řeky před povodní vytvářely meandry. Zde vykonaly za povodně největší geomorfologickou práci. Zdrojem hrubých splavenin byla 57

2 boční erozí rozšířená říční koryta s dnovými dlažbami (BŘEZINA, 1998) a níže ležící štěrky údolního dna pod málo mocnými nivní hlínami. V max. 200 m širokém údolí se koryto Branné lokálně rozšířilo z 5 m před povodní na m, koryto Moravy v Hanušovicích na 80 m a Desné v Loučné dokonce na 90 m. Při rozšíření došlo k zániku některých meandrů a k narovnávání koryt. V úseku Branné u Potůčníku zanikl po extrémním rozšíření koryta meandr a hodnota sinuosity se po povodni snížila z původních 1:1,31 před antropodenními úpravami údolí a 1:1,14 po jejich provedení na 1:1,071. Mělké nivní inundační hlíny cca 0,5m mocné byly přitom odstraněny. Průvodním jevem rozšiřování koryt boční erozí byl kolaps a sesutí až 2,5 m vysokých břehů i vyšších údolních svahů. Kamenné regulace a přilehlé komunikace byly při rozšiřování koryt zcela zničeny. Hrubý štěrk se ukládal buď uvnitř rozšířených koryt ve formě bočních lavic (point bars) nebo uprostřed (mid-channel bars) nebo vně koryta, až v 15 m širokých pásech břehových agradačních valů. Některé úseky nivy, např. Branné nebo Divoké Desné byly pokryty akumulací štěrku. Ke konci povodně, kdy došlo k uložení hrubých splavenin docházelo také k jevům divočení. Buď v rozšířených štěrkových korytech v údolích nebo při vstupu do kotlin v širokých štěrkových nánosech. V Hanušovicích při šířce štěrkové akumulace až 80 m činila její mocnost až 1 m a řeka se během divočení přesunula k okraji kotliny. V kotlině pod Starým Městem se od oblouku uměle přeloženého koryta Krupé oddělilo povodňové rameno a průvalovým korytem proniklo do nivní sníženiny (backswamp depression), kde uložilo široký výnosový kužel s řadou divočících ramen. Typickým erozním tvarem v erozních údolích, ale i v kotlinových úsecích byla oddělená rozlivová koryta označená jako průvalová (crevasse channel) (srov. TEISSEYRE, 1991) nebo výmolová - chute (srov. např. COXON et al., 1989). Podle našich zkušeností vznikají tato koryta dvojím způsobem: 1. Průvalová koryta za vzestupné fáze povodně při vychýlení povodňové proudnice za rozlivu na údolní nivu erozním průvalem přes břehový agradační val do prostoru nivní deprese, často v místech terénních sníženin - původních koryt, cest, náhonů ap. Tato koryta ukončuje výnos ploché štěrkové akumulace 2. Výmolová koryta zpětnou erozí při navracení rozlivu zpět do aktivního koryta během sestupné fáze povodně Až pět koryt prvního typu bylo zaznamenáno v 9km dlouhém úseku údolí Branné mezi Novými Losinami a Hanušovicemi. U Potůčníku je monitorováno cca 300m dlouhé, až 10 m široké a 1,6 m hluboké průvalové koryto, které zůstalo v prostoru nivní deprese zachováno do současnosti (uměle bylo příkopem napojeno na aktivní koryto). Vstup do koryta je od aktivního koryta oddělen nízkým štěrkovým agradačním valem, který brání proniknutí vody do odděleného koryta za normálního stavu. V důsledku mimořádného transportu hrubých splavenin se erozní účinky povodně přenesly i do kotlinových úseků údolí s nízkým spádem (<10 o / oo ). V rozšířeném úseku údolí Desné u Filipové je monitorován případ větvení výmolového koryta. Vzniklo poté co rameno rozlivu proniklo do terénní sníženiny mezi železnicí a silnicí a při návratu vytvořilo zářez druhého typu zahloubený přes mělké nivní hlíny až do štěrku údolního dna. Až 20 m široké koryto nemá rovné dno, ale je rozděleno stupněm na nižší a vyšší část; nižší se vrací do starého koryta Desné, vyšší, cca 1 m hluboké, se spojilo s dalším průvalovým korytem, které se v tomto úseku oddělilo od Desné, níže ústí prvně jmenovaného. Na místě rozdělení obou koryt vznikl 0.5 m vysoký štěrkový agradační val, přecházející po proudu v zachovaný ostrov nivy i s travnatým pokryvem. Nové spojení obou koryt se odehrálo visutě. Níže se oddělující průvalové koryto je až 2 m hluboké a 4-10m široké, vydlážděné hrubým štěrkem. Postupně se však stává mělčí a přechází v plochý kuželovitý štěrkový výnos, na jehož povrchu docházelo k divočení povodňových ramen. Co se týká uvedeného případu rozvětvení rozlivových koryt je zřejmé, že neproběhlo ve stejnou dobu. Rameno vracející se zpět do Desné vzniklo v sestupné fázi povodně, oddělující se koryto je starší a ústí do ještě staršího průvalového koryta ze vzestupné fáze povodně. Zmíněný středový štěrkový val vznikl jako 58

3 agradační val vracejícího se koryta. Lokalita Filipová poskytla možnost rozlišit fáze povodně Desné a nahlédnout tak do její fysiologie. V údolní kotlině Moravy u Bohdíkova překonalo rameno povodňové proudnice průvalem násep železnice a v oddělené nivní depresi vytvořilo výmolové koryto m široké. Existence korazních rýh na povrchu nivních hlín (HRÁDEK, 1999) potvrzuje, že i v kotlinách bylo povodní vlečeno velké množství štěrku a že jeho podíl na erozi niv a koryt v kotlinách byl i při nízkém sklonu koryta vysoký. Úžinovým efektem v propustcích přes železniční násep a zpětnou erozí zde vznikl vějířový systém až 2 m hlubokých erozních rýh. Na této lokalitě byla také pozorována lokální akrece jemně písčitých uloženin s typickými příčnými čeřinami, uložených z vod opadávající povodně (slackwater deposits), na štěrkovém dně výmolového koryta. V uzavřených prostorech nivy Branné mezi náspy komunikací se usadilo až 0,5 m těchto subhorizontálně uložených sedimentů. V jižní části Mohelnické brázdy, kde Morava přechází do nížinného anastomózního režimu, nebyly již doklady transportu hrubých splavenin na povrchu nivy zjištěny. K erozním jevům zde ale došlo v souvislosti s těžbou štěrku pro stavební účely u Mohelnice, tedy vlivem antropogenního impaktu. Při zaplavování štěrkoven vznikly v nivě Moravy zpětnou erozí až 2 m hluboké erozní rýhy. Literatura BŘEZINA, P. a kol. (1998): Povodeň v červenci 1997 v povodí Odry. Vodní hospodřství, 6, COXON, P., COXON, C.E., THORN, R.H. (1989): The Yellow river (county Leitrim Ireland) flash flood of June In Beven K., Carling P., eds. Floods, hydrological, sedimentological and geomorphological implications. Chichester-Singapore (Wiley), pp HRÁDEK, M. (1999): Geomorphological aspects of the flood of July 1997 in the Morava and Oder basins in Moravia, Czech Republic. Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica, 33, PAN, p HRÁDEK, M. (2000): Geomorfologické účinky povodně 1997 na území severní Moravy a Slezska. Geografický časopis, 4, 52, p , Bratislava. GÁBA, Z. & GÁBA, Z. jr. (1997): Povodeň z července 1997 jako přírodní jev. Severní Morava, 74, p.5-30, Šumperk. TEISSEYRE, A.K. (1991): Bank crevassing and channel anastomosis in the upper River Bóbr valley (Central Sudetes, SW Poland). Prace geologiczno-mineraligiczne 21, 108pp. VÍT, J., AICHLER, J., PECINA V. (1998): Červencová povodeň v oblasti Jeseníků - příčiny, průběh a následky. Geologické výzkumy na Moravě a ve Slezsku. Brno (MU), pp Summary Metamorphosis of floodplains after the flood in July 1997 in the upper Morava River basin Based on a detailed documentation of fluvial landforms and monitoring of their further development, the flood of July 1997 was introduced as a polymorphous phenomenon. Dynamic effects of the flood found employment particularly in mountain valleys of the Sudeten Mts. being affected by previous anthropogenic activities. The analysis of detected landforms facilitated an assessment of the sequence of flood channels development in the course of the flood routing, at stages of flood wave increasing and attenuation. The often many times widened active channels were modelled not only in time of flood hydrograph rising limb but also during its falling away. The widened bedload channels in narrower valleys and deposition of crevasse splay in basins enabled braiding of streams. The development of overbank channels in the floodplains relates both to the overbank flow when the crevasse channels come into existence, and with the backwater flow as chutes. A concentrated overbank flow can capture other floodplain flows with the result being division 59

4 and a new connection of the channels of different generations. The reduced sinuosity in the mountain valleys after the flood suggests a tendency of these rivers to braiding; in contrast to basin where the ephemeral braiding system transforms into an anastomosing one. Crevasse splay depositions aggraded the floodplain surface up to 1 m and by the bedding of slackwater deposits the floodplain surface accreted locally up to 0.5 m. Rozšíření povodňových a popovodňových tvarů řeky Krupé u Starého Města pod Sněžníkem a jejich vývoj od roku Obr.1. Letecký snímek zachycující stav bezprostředně po povodni. 60

5 Obr. 2. Mapa stejného území zobrazuje stav po povodni i další vývoj. Vysvětlivky: 1. Povrch údolní nivy. 2. Svahy údolí. 3. Železniční násep s drenážním příkopem. 4. Silnice na náspu. 5. Uměle přemístěné koryto Krupé. 6. Přírodě blízké meandrující koryto Krupé a jejích přítoků. 7. Povodňová koryta průvalová (crevasse channel) a výmolová (chute). 8. Koryta divočících povodnových ramen Krupé. 9. Hrubý štěrkový výnos (crevasse splay) průvalového koryta. 10. Povodňovou difuzí rozplavený štěrkopísčitý výnos. 11. Současné anastomozující koryto povodňového ramene Krupé. 12. Bažina. 12. Agradační valy budované písčitým štěrkem. Originál M. Hrádek. 61