Streszczenie:

Potoki i rzeki tworzą w zlewniach strukturę, w której procesy przepływu wody i procesy morfologiczne wzajemnie na siebie oddziałują. Strukturę cieku charakteryzują takie zmienne jak rodzaj podłoża, przekrój poprzeczny koryta, profil podłużny i układ w planie. Każda zmiana przepływu wody i natężenia transportu rumowiska pociąga za sobą zmianę morfologii dna, a bezpośrednią przyczyną są procesy erozji i depozycji. Prezentowane badania miały na celu poznanie prawi-dłowości sterujących przebiegiem procesów erozji bocznej i dennej oraz transportu i sedymentacji w dwóch potokach karpackich Słomka i Kasinka. Przeprowadzono je w latach 2004-2006.
Potok Słomka jest lewobrzeżnym dopływem Dunajca o długości 25,2 km, odwadniającym obszar o powierzchni 69,90 km2. Potok Kasinka jest prawobrzeż-nym dopływem rzeki Raby mającym ujście w km 92 +750, poniżej ujścia potoku Mszanka. Do badań wytypowano zarówno proste odcinki koryta jak również silnie erodowane odcinku przy brzegów wklęsłym (potok Kasinka). W sekcjach pomia-rowych prowadzono kompleksowe pomiary, mające na celu rozpoznanie procesów erozji bocznej ( w poziomie) i w pionie (erozja denna i depozycja). Wszystkie po-miary wykonywano z częstotliwością dwóch serii rocznie. Obserwowane procesy dokumentowano planami, szkicami i zdjęciami fotograficznymi. Pomiary obejmo-wały:
- pomiary geodezyjne przekrojów poprzecznych i profili podłużnych
- określenie składu granulometrycznego materiału dennego cieku.
W badaniach skupiono się przede wszystkim na ocenie cofania się erodo-wanych brzegów, przeobrażenia łach oraz dna w obrębie wybranych stanowisk.
W uzupełnieniu pomiarów geodezyjnych zastosowano metodę prętów. Pręty
o długości 50 cm i średnicy 1 cm wbijane były w odsłoniętą część brzegu poczy-nając od zwierciadła wody w górę w odstępach 50 cm . W miarę podcinania brzegu zwiększała się długość odsłoniętego pręta którą po zmierzeniu ponownie wbijano do zrównania z powierzchnią skarpy.
Wyniki pomiarów wykorzystano do obliczenia mocy strumienia, naprężeń stycznych panujący w korycie oraz intensywności transportu rumowiska stosując równanie Bagnolda. Uzyskane wyniki pokazały że przebieg procesów erozji
w obydwu potokach jest podobny. Brzegi badanych koryt zbudowane są z osadów niekohezyjnych (żwiry, pisaki), są wyraźnie podatne na erozję boczną. Spadek podłużny maksymalny na potoku Słomka wynosił i = 1,7%. W przypadku potoku Kasinka i = 1,01%. Średnia prędkość migracji bocznej meandrów na potoku Słomka wynosiła od ve = 0,6 m/rok do ve = 1,7 m/rok. Dla potoku Kasinka wartości te zawarte były w przedziale od ve = 0,1 m/rok do ve = 1,0 m/rok. Materiał wyerodo-wany z brzegów zewnętrznych zakoli tylko częściowo deponowany był po stronie przeciwnej ( bliżej brzegu wewnętrznego). Tempo migracji bocznej tych form ( łach zakolowych) nie jest równe tempu migracji koryta. Objętościowo procesy erozji i depozycji nie bilansowały się.
W obydwu potokach obserwowano transport materiału dennego przy prze-pływie mniejszym od Q50%. Obliczona moc strumienia i prognozowany transport rumowiska wleczonego pozwala oszacować skalę zjawiska. Zdolność przepływu do niszczenia dna i brzegów koryta wynika z dużej nadwyżki mocy strumienia, która wielokrotnie przekracza moc krytyczną związaną z początkiem ruchu. Przykładowo podczas kulminacji wezbrania na potoku Słomka krotność ta wynosiła nawet 32.
Procesem towarzyszącym transportowi rumowiska jest erozja denna. Proces ten przebiegał w sposób typowy w odcinkach zakolowych. Prowadził on do wy-mywania osadu dna bezpośrednio przy brzegu zewnętrznym. W miejscach erozji dennej tworzyły się przegłębienia w formie wydłużonych rynien o głębokości do-chodzącej do 1,30 m (potok Kasinka).
Rumowisko denne w obydwu ciekach charakteryzuje duże zróżnicowanie pod względem składu granulometrycznego. Materiał ten jest różnoziarnisty i słabo wysortowany, składa się w większości z frakcji żwirowej i kamienistej. Stwierdzo-no, że skład uziarnienia rumowiska wyznaczony metodą zamrażania ciekłym azotem może służyć jako wskaźnik stabilności dna koryta potoku, gdyż możliwe jest określenie warstwy obrukowania dna. W przypadku braku stabilności materiał denny jest całkowicie wymieszany.