Full zprava v16

3.3.
Metodika klasifikace přirozených toků ROSGEN
Metodika pro klasifikování přirozených toků byla publikována Davem Rosgenem poprvé
v roce 1985, nejucelenější publikace byly vydány v letech 1994 - 1996. Vychází z měření
a pozorování na 450 řekách Spojených států amerických, Kanady a Nového Zélandu.
Tato metodika má hierarchické uspořádání, je tedy možné hodnotit říční systémy
dle nejrůznějších měřítek od přehledných až po velmi podrobná. Hierarchie hodnocení řek
zahrnuje celkem čtyři úrovně, které směřují od základní geomorfologické charakteristiky
až po velmi detailní popis a hodnocení.
Základ metodiky spočívá v členění typů přirozených vodních toků do kategorií podle
následujících hledisek:
geomorfologická charakteristika;
morfologický popis;
popis stavu toku;
verifikace.
Úroveň 1: Geomorfologické charakteristiky
Tato úroveň zahrnuje celkové geomorfologické poměry, které obsahují relativní převýšení
povodí, charakter reliéfu povodí a údolí. Dále se zjišťuje velikost řeky, říční vzor a podélný
profil pro hrubé zařazení do geomorfologických typů. Vodní toky jsou rozděleny do 9 - ti
základních geomorfologických typů (Aa+, A, B, C, D, DA, E, F, G) (Obr. 3-2 a Obr. 3-3).
Mnoho z geomorfologických charakteristik 1. úrovně lze zjistit z topografických map
a leteckých snímků. Jednotlivé typy údolí jsou charakterizovány slovním popisem a
grafickým zobrazením.
Hlavním parametrem k zatřídění je hodnota sklonu dna koryta, hranicemi mezi jednotlivými
skupinami jsou hodnoty sklonu 10, 4, 2 respektive 0.5%. Významný jev určující jednotlivé
typy je charakter morfologie dna toku s výskytem dnových útvarů a z něho vyplývající typy
proudění, dle Granta a kol. (1990) se rozeznávají typy: pool, rifle, rapid, cascade a step.
Úroveň 2: Morfologie koryta
Jedná se o podrobný morfologický popis toku vedoucí k určení geomorfologického typu.
Zjišťuje se zejména zahloubení koryta do nivy, jeho rozměry, říční vzor, sklon, charakter
sedimentů tvořících koryto. Tato úroveň poskytuje kvantitativní morfologické zhodnocení
říčního úseku. Úroveň 2 poskytuje detailnější morfologický popis typu toku. Průzkum se
provádí na referenčních úsecích toku. V terénu probíhá měření popisných charakteristik
v příčném a podélném profilu koryta a opět se popisuje říční vzor. Tato úroveň poskytuje
komplexnější hodnocení než úroveň 1. Klasifikace může být aplikována jak na úseku toku
dlouhém několik desítek metrů, tak na úseku několika kilometrů.
V rámci této úrovně je klasifikace toku rozšířena o další prvek a to o složení materiálu dna.
Na základě tohoto kritéria jsou jednotlivé základní typy členěny na dílčí kategorie (např.: C4 základní typ C, štěrkový materiál dna (2 < d50 < 64 mm); C3 – základní typ C, valounový
materiál dna (64 < d50 < 256 mm)) (Obr. 3-4, Tab. 3-1).
Kroky potřebné pro zatřídění do říčního typu na úrovni 2 jsou: popis lokality, určení počtu
referenčních úseků, v terénu zaměřený příčný a podélný profil, odběr splavenin.
11
Úroveň 3: Popis stavu koryta a údolní nivy
Tato úroveň je zacílena na momentální stav koryta řeky z hlediska jeho stability, citlivosti
k narušení a fungování v čase. Na této úrovni jsou zjišťovány některé doplňkové
charakteristiky, které ovlivňují stav řeky – břehová vegetace, výskyt a zdroje splavenin, režim
proudění, stabilita koryta, náchylnost břehů k erozi, provedené úpravy koryta, charakter
změn koryta. Tyto analýzy se hodí zejména pro ekologické hodnocení řeky, protože mají
přesah např. k hodnocení biotopů pro ryby či společenstva rostlin v břehových porostech.
Úroveň 4: Verifikace
Na této úrovni se provádí měření fluviálních procesů pro ověření vzájemných relací, které má
za cíl najít empirické vztahy, které lze použít pro předpovědi (např. stanovit korelaci mezi
průtokem a pohybem dnových splavenin, určit závislost mezi rychlostí proudění a drsností
koryta). Tato měření se provádí na říčních úsecích určitého geomorfologického typu a cílem
je použít vytvořené empirické rovnice pro podobné úseky na řekách, kde se měření
neprovádí.
K prvotnímu zatřídění toků postačí porovnat tvar toku (mapa, fotografie, popis tvaru toku
z terénu) s tvarem uvedeným na obrázku (Obr. 3-2) a dle toho určíme přibližné zatřídění
tj. říční typ toku (A –G).
Obr. 3-2:
Základní zatřídění říčních vzorů do říčních typů; Rosgen (1996)
12
Obr. 3-3:
Přehled základních popisných charakteristik úrovně 1., Rosgen (1996)
Obr. 3-4:
Členění typů koryt do kategorií z pohledu dnového materiálu, úroveň 2; Rosgen (1996)
13
Obr. 3-5:
Klíč pro zatřídění vodních toků do kategorií; Rosgen (1996)
14
Další podrobnější a samozřejmě přesnější zatřídění zaměřených úseků toků je využití klíče
metodiky Rosgena pro zatřídění přirozených vodních toků viz. obrázek (Obr. 3-5). Popisné
charakteristiky metodiky pro zatřídění jsou:
poměr zahloubení (Entrechment) – poměr mezi šířkou v hladině Wfpa při dvojnásobné
hloubce než je hloubka při korytovém průtoku a šířkou v hladině Wbkf při korytovém
průtoku, pro zahloubení jsou mezní hodnoty 1.4 a 2.2 (Tab. 3-6). Tímto zatříděním se
každému úseku přiřadí písmenné označení A – G, viz úroveň 1;
poměr šířka–hloubka (W-D Ratio) – poměr šířky v hladině Wbkf a průměrné hloubky
dbkf při korytovém průtoku. Hodnota charakterizuje tvar příčného řezu. Mezní hodnota
pro zatřídění do jednotlivých říčních typů je pro W-D Ratio rovna hodnotě 12;
podélný sklon hladiny (Slope);
vlnitost (Sinuosity) – poměr mezi délkou toku a délkou inundace nebo mezi sklonem
údolnice a sklonem toku;
převažující materiál dna (Dominate Bed Material) – stanovení převládajícího
materiálu dna, je určen hodnotou středního zrna d50. Tato hodnota se určuje
zrnitostním rozborem, zrnitostní křivkou, nebo jinou metodou dle charakteru dnového
materiálu. Pro hrubozrnný materiál Rosgenova metodika užívá Wolmanovu metodu a
její modifikace. Po odběru dnového materiálu, sestrojení zrnitostní křivky a stanovení
středního zrna d50 pro daný úsek se pak převládajícímu korytovému materiálu přiřadí
vedle písmenného popisu také číselné označení 1 – 6, které je popsáno pomocí
zatřídění hodnoty středního zrna do některé z následujících tříd viz. (Tab. 3-7).
Tab. 3-6: Poměr zahloubení toků; Rosgen
Dělení vodních toků
Poměr zahloubení
(hodnota)
1 - 1.4
1.41 – 2.2
> 2.2
zahloubené
středně zahloubené
lehce zahloubené
Tab. 3-7: Zatřídění dle rozměru dnového materiálu - středního zrna d50 s číselným zatříděním toků;
Rosgen
Číslo
1
Označení zrna
skalní podloží
Rozměr d50 [mm]
–
2
balvany
d50 > 256 mm
3
valouny
64 < d50 < 256 mm
4
štěrk
2 < d50 < 64 mm
5
písek
0.1 < d50 < 2 mm
6
naplavenina / hlína
d50 < 0.1 mm
Kroky k určení popisných charakteristik metodiky Rosgena jsou uvedeno na obrázku
(Obr. 3-6).
15
Obr. 3-6:
Obr. 3-7:
Určení parametrů a popisných charakteristik metodiky Rosgena, Rosgen (1996)
1
2
3
4
5
6
Schéma toků říčního typu C1-C6, s dominantním materiálem dna
(1 – skála; 2 – balvany; 3 – valouny; 4 – štěrk; 5 – písek; 6 – hlína); Rosgen (1996)
16
Na obrázku (Obr. 3-7) je ukázka říčního typu C metodiky Rosgena (schéma toků C1-C6) a
na obrázku (Obr. 3-8) jsou hodnoty popisných charakteristik typu C3 s jejich četnostmi a
doporučenými průměry (Rosgen (1996)).
Obr. 3-8:
Popisné charakteristiky s průměrnými hodnotami přirozeného toku kategorie C3, Rosgen
(1996)
17