Hydrologie pro Hydrologie pro záchranářezáchranáře

MS VZS ČČK PRAHA 1 Výcvikové centrum

Michal Sazimawww.vycvikovecentrumvzs.cz

www.plavcici.cz

Hydrologie - úvodHydrologie - úvod

Hydrologii je vědní obor Hydrologii je vědní obor zabývající se výskytem a oběhem zabývající se výskytem a oběhem vody v příroděvody v přírodě

Obor působnosti je obsáhlý, Obor působnosti je obsáhlý, proto hydrologii můžeme dělit proto hydrologii můžeme dělit do několika oblastído několika oblastí

Hydrologie -Hydrologie - dělenídělení

I.I. dle předmětu zájmudle předmětu zájmu

Hydrologie pevninHydrologie pevnin – – podzemní a povrchová vodapodzemní a povrchová voda

Hydrologie moříHydrologie moří HydrometeorologieHydrometeorologie – voda v – voda v

ovzduší (srážky)ovzduší (srážky)

Hydrologie - děleníHydrologie - dělení

Nás zajímá hlavně hydrologie Nás zajímá hlavně hydrologie pevninpevnin

PotamologiePotamologie – vodní toky – vodní toky LimnologieLimnologie – jezera, umělé – jezera, umělé

nádrže, močálynádrže, močály GlaciologieGlaciologie – ledovce – ledovce HydrogeologieHydrogeologie – podzemní – podzemní

vodavoda

Hydrologie - děleníHydrologie - dělení

II.II. dle pracovního obsahudle pracovního obsahu Obecná hydrologieObecná hydrologie – – vysvětluje vysvětluje

příčiny hydrologických jevůpříčiny hydrologických jevů Inženýrská hydrologieInženýrská hydrologie – – zabývá zabývá

se výpočty za účelem využití vody a se výpočty za účelem využití vody a její energiejejí energie

HydrografieHydrografie – – popisuje stav a vývoj popisuje stav a vývoj vodstvavodstva

HydrometrieHydrometrie – – zabývá se zabývá se měřením výskytu vody a měřením výskytu vody a režimem jejího prouděnírežimem jejího proudění

Hydrologická prognostikaHydrologická prognostika – – zabývá se předvídáním zabývá se předvídáním hydrologických jevůhydrologických jevů

Hydrologie stojatých vod Hydrologie stojatých vod – Limnologie– Limnologie

Přirozené vodní Přirozené vodní nádrženádrže

jezerajezera slepá ramenaslepá ramena

Umělé vodní nádržeUmělé vodní nádrže štěrkovnyštěrkovny pískovnypískovny přehradypřehrady

Limnologie - pokračováníLimnologie - pokračování

Charakteristickou vlastností vody v Charakteristickou vlastností vody v nádržích je její fyzikální a chemická nádržích je její fyzikální a chemická odlišnost na různých místech a v odlišnost na různých místech a v různých hloubkách vlivem různých hloubkách vlivem nepatrného míšení vodních mas.nepatrného míšení vodních mas.

Limnologie - pokračováníLimnologie - pokračování

Podle stupně zanesení Podle stupně zanesení rozeznáváme:rozeznáváme:

nádrže mladénádrže mladé – dno je bez – dno je bez nánosunánosu

nádrže dospělénádrže dospělé – mají vyvinutou – mají vyvinutou plochou litorální oblastplochou litorální oblast

nádrže starénádrže staré – jsou téměř – jsou téměř zanesené, stejnoměrně mělkézanesené, stejnoměrně mělké

Limnologie - pokračováníLimnologie - pokračování

Vzhledem k přítoku a odtoku vody:Vzhledem k přítoku a odtoku vody: bezodtokovébezodtokové –– nevytéká žádný nevytéká žádný

povrchový tokpovrchový tok pramennépramenné – – nevchází žádný nevchází žádný

povrchový tok, ale vytéká alespoň povrchový tok, ale vytéká alespoň dočasný tokdočasný tok

průtočnéprůtočné (říční)(říční) – – protéká jimi protéká jimi vodotečvodoteč

Pohyb vody v nádržíchPohyb vody v nádržích

Pohyb vody vyvolaný přítokem a Pohyb vody vyvolaný přítokem a odtokemodtokem

u velkých nádrží je zřetelný pouze v ústí u velkých nádrží je zřetelný pouze v ústí a před výtokema před výtokem

u malých nádrží postavených na u malých nádrží postavených na vodotečích je pohyb zřetelný v celé vodotečích je pohyb zřetelný v celé délcedélce

voda zde sleduje původní směr koryta – voda zde sleduje původní směr koryta – musíme zde počítat s prouděním vodymusíme zde počítat s prouděním vody

Pohyb vody v nádržích Pohyb vody v nádržích

Pohyb vody vyvolaný větremPohyb vody vyvolaný větrem jevem větru je vlnění-vertikální jevem větru je vlnění-vertikální

pohyb vodních částic pohyb vodních částic výška a délka vlny se dá vypočítat výška a délka vlny se dá vypočítat

podle matematických vzorcůpodle matematických vzorců přímo ve vlně částice opisují přímo ve vlně částice opisují

kruhovou dráhu tzv. kruhovou dráhu tzv. orbituorbitu průměr orbity odpovídá výšce vlnyprůměr orbity odpovídá výšce vlny

pohyb částic jde až do hloubky, pohyb částic jde až do hloubky, která se rovná která se rovná ½ délky vlny½ délky vlny

pokud vlna „cítí“ dno, dochází k pokud vlna „cítí“ dno, dochází k nárůstu výšky vlny a její délka se nárůstu výšky vlny a její délka se zkracujezkracuje

přední svah vlny je stále strmější, přední svah vlny je stále strmější, vlna ztrácí stabilitu, přepadává a vlna ztrácí stabilitu, přepadává a rozbíjí se v tzv. příbojové zóněrozbíjí se v tzv. příbojové zóně

Pohyb vody v nádržíchPohyb vody v nádržích

Pohyb vody vyvolaný lidskou Pohyb vody vyvolaný lidskou činnostíčinností

vyvoláno plavidly – tvoří se vlny vyvoláno plavidly – tvoří se vlny směrem do stran směrem do stran (posazení na vlnu)(posazení na vlnu)

při jízdě člunem vzniká na zádi oblast při jízdě člunem vzniká na zádi oblast „nižšího tlaku tekutin“„nižšího tlaku tekutin“

pro vyrovnání tlaku je nasávána voda pro vyrovnání tlaku je nasávána voda z okolí z okolí (jízda v srku)(jízda v srku)

Pohyb vody v nádržíchPohyb vody v nádržích

Proudění vody způsobené teplotou Proudění vody způsobené teplotou

A. Teplé počasíA. Teplé počasí u velkých nádrží dochází k rozdělení teplot u velkých nádrží dochází k rozdělení teplot

vody – tzv. vody – tzv. teplotní stratifikaceteplotní stratifikace intenzivní prohřívání horní vrstvy vodyintenzivní prohřívání horní vrstvy vody teplejší vrstva „plove“ na studené mase vodyteplejší vrstva „plove“ na studené mase vody vznik mezivrstev tzv. vznik mezivrstev tzv. termoklin termoklin (skočná (skočná

vrstva)vrstva) zabraňují vertikálnímu míšení vodních zabraňují vertikálnímu míšení vodních

vrstevvrstev

Teplé počasíTeplé počasí

teplota vody u dna ve velkých teplota vody u dna ve velkých nádržích je nádržích je 4 4 ooCC (má nejvyšší (má nejvyšší specifickou hmotnost) – specifickou hmotnost) – tepelná tepelná anomálie vodyanomálie vody

tělo utonulého se za těchto tělo utonulého se za těchto podmínek nemusí nacházet na dněpodmínek nemusí nacházet na dně

ve většině případů se těla utonulých ve většině případů se těla utonulých vznášejí na teplotním rozhranívznášejí na teplotním rozhraní

B. ChladnéB. Chladné počasí počasí

letní stratifikace je vystřídána tzv. letní stratifikace je vystřídána tzv. podzimní homotermiípodzimní homotermií

chladné počasí způsobuje vertikální chladné počasí způsobuje vertikální pohyb vodních maspohyb vodních mas

ochlazená voda na povrchu klesá díky ochlazená voda na povrchu klesá díky větší mvětší m

teplejší voda z hloubky vystupuje na teplejší voda z hloubky vystupuje na povrchpovrch

cirkulace se zastaví po vyrovnání teploty cirkulace se zastaví po vyrovnání teploty v nádrži na 4 v nádrži na 4ooC C

rychlost cirkulace nepřesahuje 10cm rychlost cirkulace nepřesahuje 10cm na hodinuna hodinu

tělo utonulého může být zaneseno po tělo utonulého může být zaneseno po určité době poměrně dalekourčité době poměrně daleko

po podzimní homotermii nastupuje po podzimní homotermii nastupuje zimní stratifikacezimní stratifikace – teplota vody u – teplota vody u dna bude opět 4dna bude opět 4ooC, v horních C, v horních vrstvách dochází k zamrzání vody vrstvách dochází k zamrzání vody

Chladné počasíChladné počasí

Hydrologie tekoucích vod Hydrologie tekoucích vod – Potamologie– Potamologie

potokypotoky řeky řeky plavební kanályplavební kanály náhonynáhony

Charakteristika proudící Charakteristika proudící vodyvody

Proudící voda se celkově považuje za Proudící voda se celkově považuje za nebezpečnější. Působí tu mnohem více nebezpečnější. Působí tu mnohem více nebezpečných faktorů než u vody stojaté.nebezpečných faktorů než u vody stojaté.

Důležité pojmyDůležité pojmy

příčný průřezpříčný průřez (příčný profil) – plocha (příčný profil) – plocha kolmá ke směru proudění, ohraničená kolmá ke směru proudění, ohraničená dnem, břehy a hladinou řekydnem, břehy a hladinou řeky

spád řekyspád řeky – výškový rozdíl hladin na – výškový rozdíl hladin na vzdálenost 1km délky toku. Udává se v vzdálenost 1km délky toku. Udává se v promile (např. 5‰ znamená, že na 1km promile (např. 5‰ znamená, že na 1km toku je rozdíl hladin 5m.)toku je rozdíl hladin 5m.)

délka tokudélka toku – vzdálenost mezi ústím řeky – vzdálenost mezi ústím řeky a pramenem, měří se od ústí!!!a pramenem, měří se od ústí!!!

průtokprůtok – množství vody, které protéká – množství vody, které protéká za 1s. příčným průřezem koryta řeky. za 1s. příčným průřezem koryta řeky. Vyjadřuje se v mVyjadřuje se v m33/s./s.

rychlost proudurychlost proudu – délka dráhy vodní – délka dráhy vodní částice za jednotku času. Vyjadřuje částice za jednotku času. Vyjadřuje se v m/s případně v km/hse v m/s případně v km/h

vodní stavvodní stav (výška hladiny) – hodnota (výška hladiny) – hodnota udávaná pro určitá místa, kde jsou udávaná pro určitá místa, kde jsou vodotečné latě. Udává se v cm, nula je vodotečné latě. Udává se v cm, nula je pod korytempod korytem

Pohyb tekoucí vodyPohyb tekoucí vody

Spojnice bodů, ve kterých mají Spojnice bodů, ve kterých mají vodní částice stejnou rychlost, se vodní částice stejnou rychlost, se nazývá nazývá izotachaizotacha..Izotacha nejrychlejšího proudu při Izotacha nejrychlejšího proudu při hladině se nazývá hladině se nazývá proudniceproudnice. .

při volné hladině se proudnicepři volné hladině se proudnice nacházínachází těsně pod hladinou řekytěsně pod hladinou řeky

při zámrazu se posouvá směrem ke při zámrazu se posouvá směrem ke střední hloubcestřední hloubce

Cirkulace vody v korytěCirkulace vody v korytě

V každém zákrutu řeky směřují vodní V každém zákrutu řeky směřují vodní částice šikmo ke břehu tvořícímu vnější částice šikmo ke břehu tvořícímu vnější oblouk zákruty. Břeh je narušován – oblouk zákruty. Břeh je narušován – nárazový (konkávní)nárazový (konkávní) břehbřeh..

Od nárazového břehu proud vody Od nárazového břehu proud vody postupuje při dně a pevné částice jsou postupuje při dně a pevné částice jsou přenášeny k přenášeny k nánosovému nánosovému (konvexnímu) břehu(konvexnímu) břehu. Zde se . Zde se erodované částice usazují.erodované částice usazují.

Cirkulace vody v korytě – Cirkulace vody v korytě – pokrač.pokrač.

nížinné řeky se zákrutami nížinné řeky se zákrutami (meandry)(meandry) typicky střídají hlubiny a brody.typicky střídají hlubiny a brody.

hlubiny se nacházejí u nárazového hlubiny se nacházejí u nárazového břehubřehu

mezi nánosovými břehy dochází k mezi nánosovými břehy dochází k usazování erodovaných částic, usazování erodovaných částic, nánosové břehy se spojují a vytváří nánosové břehy se spojují a vytváří brodbrod

Jevy vznikající přírodními Jevy vznikající přírodními překážkamipřekážkami

vodopád vodopád – vzniká přepadem vody přes – vzniká přepadem vody přes výrazný terénní stupeň, výška i průtok výrazný terénní stupeň, výška i průtok mohou být různémohou být různé

kaskádakaskáda – je systém rozrušených nízkých – je systém rozrušených nízkých vodopádůvodopádů

kataraktkatarakt – balvanovitý úsek o velkém – balvanovitý úsek o velkém spáduspádu

slapslap – označení pro vodnatější úsek řeky s – označení pro vodnatější úsek řeky s balvany a skalními bloky zalitými vodoubalvany a skalními bloky zalitými vodou

peřejepeřeje – nemají stupňovitý charakter, – nemají stupňovitý charakter, pouze výrazný spád, nerovnosti a silný pouze výrazný spád, nerovnosti a silný proud vytvářejí vlnyproud vytvářejí vlny

proudyproudy – vlny jsou buď nízké nebo řeka – vlny jsou buď nízké nebo řeka jen silně táhnejen silně táhne

protiproud protiproud (vratiproud) – vzniká tam, (vratiproud) – vzniká tam, kde vlivem překážky v toku došlo k kde vlivem překážky v toku došlo k prudkému vzrůstu rychlostiprudkému vzrůstu rychlosti

jazykjazyk – klín prudce tekoucí vody mezi – klín prudce tekoucí vody mezi dvěma překážkamidvěma překážkami

vírvír – kruhový vodní útvar s vertikální – kruhový vodní útvar s vertikální osou otáčeníosou otáčení

karfiolkarfiol – prudce vyvřelá voda, voda – prudce vyvřelá voda, voda naráží na dno a jednou za čas překoná naráží na dno a jednou za čas překoná tíhu horních vrstev a vyvře na hladinutíhu horních vrstev a vyvře na hladinu

vodní válecvodní válec – tvar vody vznikající – tvar vody vznikající zrychleným průtokem vody přes zrychleným průtokem vody přes horizontální překážku do (relativně) horizontální překážku do (relativně) klidné vodyklidné vody

vývarvývar – vodní prostor pod hrází, jezem – vodní prostor pod hrází, jezem či podélnou přírodní překážkou, vodní či podélnou přírodní překážkou, vodní proud je odrážen prahem vývařiště, proud je odrážen prahem vývařiště, přičemž část vody odtéká a část se přičemž část vody odtéká a část se vrací zpět k překážcevrací zpět k překážce

vývarová linievývarová linie – hranice mezi vracející – hranice mezi vracející se vodou a vodou odtékajícíse vodou a vodou odtékající

Jevy vznikající umělými Jevy vznikající umělými překážkamipřekážkami

přehradypřehrady – betonové (gravitační-Slapy, – betonové (gravitační-Slapy, klenbové), zemní (hráze uzavírají široká klenbové), zemní (hráze uzavírají široká mělká údolí)-Lipnomělká údolí)-Lipno

jezy, propustijezy, propusti – stavěna pro získávání – stavěna pro získávání energie k pohonu mlýnů, vodních energie k pohonu mlýnů, vodních elektráren. U těchto staveb se dříve elektráren. U těchto staveb se dříve stavěly propusti, pro snížení energie stavěly propusti, pro snížení energie vody se někdy zabudovávaly vody se někdy zabudovávaly retardéryretardéry

náhonynáhony (kanály) – náhony k turbínám (kanály) – náhony k turbínám jsou většinou opatřeny česlemi (mříže) jsou většinou opatřeny česlemi (mříže) pro zachycení plovoucích předmětůpro zachycení plovoucích předmětů

Prosím, ptejte se…Prosím, ptejte se…