Sedimentární bilance beskydských štěrkonosných toků

Mgr. Tereza MACUROVÁ

Doctoral thesis

Sediment budget of the Beskydian gravel bed stream

Abstract:

Komplexní hodnocení sedimentární bilance přináší cenné informace o charakteru erozně-akumulačních procesů v povodí a odráží vliv dopadů lidské činnosti na míru degradace území. Tato práce si klade za cíl na příkladových studiích v povodí Morávky v Moravskoslezských Beskydech přispět k poznání dynamiky sedimentů v horských povodích. Zkoumané povodí se vyznačuje výskytem cenných přírodních oblastí, které jsou v kontrastu s antropogenními zásahy a změny využití území s vodohospodářskými úpravami koryt, které v minulosti přemodelovaly značnou část říční krajiny. Jedna z částí dizertační práce se zabývá detailním fluviálně-geomorfologickým mapováním, které odhalilo velké množství potenciálních zdrojnic materiálu, avšak její aktivita a přenos sedimentů říční sítí jsou silně ovlivňeny antropogenními úpravami. V povodí se tedy nachází velké množství prvků ovlivňujících podélnou i boční konektivitu. Laterárně je odpojeno v jednotlivých zkoumaných subpovodích někdy i víc jak 50% délky toku. Nicméně, v případě zvýšených průtoků (alespoň Q1) byl zaznamenán intenzivní transport sedimentů v bystřiném úseku toku až na vzdálenost 210 m. Dochází tedy k poproudovému posunu sedimentů i mimo velké povodňové události, který však bývá narušován diskonektivitami. Podélná konektivita bystřinných úseků je významně narušena retenčními přehrážkami a intezivněji jsou ovlivněny spodní části toků, především přehradní nádrží Morávkou, jež tvoří nepropustnou bariéru pro transport sedimentů do nižších částí povodí. Pod touto přehradou byl prokázán významný deficit sedimentů spojený se zahlubováním koryta, které se zahloubilo o 8 m za posledních 50 let a degradací štěrkových lavic. Práce by měla sloužit jako přehled současného morfologického stavu koryt vzhledem k dopadům lidské činnosti. Dalším posláním práce je představení komplexního metodického aparátu využitelného pro podrobné zhodnocení sedimentárních bilancí v podobných povodích a získané výsledky mohou sloužit jako podklad pro budoucí revitalizace.

Abstract:

The comprehensive assessment of the sediment budget provides critical insights into the erosion-accumulation processes within the basin, elucidating the impact of human interventions on river degradation levels. This thesis primarily aims to identify the dynamics of sediment transport in mountainous, high-gradient streams through the study of smaller, defined research sub-areas. The area under investigation is distinguished by the presence of natural habitats, which stand in stark contrast to the intensive technical interventions that have significantly altered the river network. A significant portion of this thesis is dedicated to fluvial-geomorphological mapping, which has identified numerous potential sediment source areas. Nonetheless, their activity and the subsequent sediment transport are profoundly influenced by human interventions. The presence of numerous longitudinal and lateral barriers disrupts sediment connectivity. In particular, lateral barriers, such as channel embankments within the studied sub-basin, often extend over more than 50% of the river's length. In contrast, sediment transport in torrential segments demonstrates high intensity, reaching distances up to 210 meters during Q1 flow conditions, indicating that sediments are mobilized even in the absence of flood events. This transport is further complicated by channel discontinuities and torrent control measures. Longitudinal disconnectivity, significantly influenced by retention check dams, affects the lower parts of the basin, especially downstream of the Morávka water reservoir, which acts as an impermeable barrier to sediment transport. Notably, significant channel incision, amounting to an 8-meter depth over 50 years, was documented below the Morávka dam, associated with gravel bar degradation. This thesis aims to provide a comprehensive overview of the morphological conditions of rivers and the technical interventions implemented within the basin. Additionally, it seeks to outline potential, appropriate methodologies for detailed sediment budget assessments in similar basins and inform river restoration efforts.

Keywords

sedimentární bilance, řeka Morávka, štěrkonosný tok, geomorfologické mapování, modelování konektivity, granulometrická analýza, revitalizace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 2. 2024

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Václav Škarpich, Ph.D., RNDr. Václav Škarpich, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Geography / Environmental Geography