Виды русловых процессов на реках

ПОДВОДНЫЕ НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДЫ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ

Топографо-геодезические и гидрографические работы Гидрологические изыскания Инженерно – геологические изыскания
Типизация русловых процессов Параметры прокладки Состав проекта

Типизация русловых процессов

Скорость течения воды неравномерна во времени как в продольном, так и в поперечном сечениях реки. Поэтому в отдельных местах русла, где скорость течения выше минимальной размывающей, происходят размывы дна и берегов. Поток воды в реке обычно перемещает донные наносы: глинистые частицы, песок и гальку. В других местах русла, где скорость течения ниже минимальной размывающей, донные наносы откладываются и происходят намывы берегов и дна.

Переходы магистральных трубопроводов через реки относятся к категории пассивных гидротехнических сооружений, не предназначенных и не способных влиять на ход развития руслового процесса. Подводные трубопроводы сами подвержены влиянию русловых деформаций и требуют учета характера, темпов, интенсивности и возможного диапазона плановых и глубинных деформаций за период их эксплуатации.

Все возможные схемы деформаций русла равнинных рек, включающие начальную, промежуточную и конечную стадии развития в соответствии с гидроморфологической теорией руслового процесса, где направление стрелки на рисунке показывает предполагаемое увеличение транспортирующей способности потока. На рисунке показаны также основные морфометрические измерители различных типов руслового процесса.

Ленточногрядовой тип руслового процесса распространен на средних и малых равнинных реках, сложенных из средних и крупных песков, а также на горно-предгорных участках русел и в отдельных потоках крупных равнинных рек; как самостоятельный тип руслового процесса на равнинных реках встречается редко.

Ленточногрядовой тип характеризуется наличием в реке одиночных, занимающих всю ширину русла песчаных гряд, длина которых в 6 – 8 раз превышает ширину русла, а высота составляет 0,15 – 0,3 глубины в плесе при высоких уровнях воды менее 10%-ой обеспеченности. Основные деформации русла при ленточногрядовом типе выражаются в сползании ленточных гряд по реке, вызывающем местные периодические повышения дна в фиксированном створе при прохождении гребней и понижение отметок при прохождении подвалий ленточных гряд.

Ленточногрядовой тип руслового процесса характеризуется отсутствием поймы. Плановые деформации невелики и носят нерегулярный локальный характер.

Побочневый тип руслового процесса характеризуется наличием в русле крупных, занимающих в меженный период большую часть ширины русла и обсыхающих в межень отмелей, расположенных в русле в шахматном порядке. В период паводков побочни покрываются водой и русло принимает прямолинейный вид. Обсохшие побочни в межень придают руслу извилистость в плане. Пониженные затопленные части в местах перегиба русла между побочнями образуют перекаты. Плесы в русле располагаются напротив выпуклых краев побочней.

Русловые деформации при этом типе сводятся к сползанию побочной вниз по течению и в основном приурочены к периодам половодий и паводков. Высота побочней составляет 0,3 глубины в плесе, соответствующей уровню бровок русла, а длина побочней в 6 – 8 раз больше ширины русла между бровками. Побочневый тип руслового процесса характеризуется отсутствием поймы.

Плановые деформации берегов несущественны и не имеют закономерного характера.

Ограниченное меандрирование – тип руслового процесса, распространенного чаще на равнинных реках, характеризуется извилистым руслом с углом разворота до 120°, сохраняющим извилистость и во время паводка.

Свободное развитие плановых деформаций русла при этом типе руслового процесса ограничено наличием неразмываемых склонов долины. Осевая линия русла имеет форму, близкую к синусоиде.

Внутрирусловые деформации такие же, как при побочневом типе руслового процесса. В межень перекаты размываются, а в половодье намываются. В плесах размыв приурочен к половодью, а намыв — к межени. На пойме следы меандрирования отсутствуют. Деформации поймы выражаются в постоянном нарастании пойменного массива в высоту в результате отложения наилка, образуемого преимущественно взвешенными наносами.

Свободное меандрирование – самый распространенный тип руслового процесса на равнинных реках. Этот тип руслового процесса обычно развивается в широких речных долинах, склоны которых не ограничивают свободное развитие плановых деформаций излучин. Характеризуется наличием одного действующего русла, механизм переформирования которого значительно сложнее и разнообразнее, чем при ограниченном меандрировании, сохраняющем при сползании свои размеры и плановые очертания.

В начальной стадии развития при углах разворота менее 90° излучины свободного меандрирования сползают вниз по течению по схеме ограниченного меандрирования, но при этом меняя (увеличивая) угол разворота. По мере увеличения угла разворота сползание излучины замедляется и меняется ее форма (излучины вытягиваются). При углах разворота, близких к 140° происходит разделение плесовой ложбины и нарушение плановой симметрии в результате преимущественного развития одного из плесов. Развитие излучин завершается сближением подмываемых берегов выше и ниже расположенных смежных излучин, прорывом образовавшегося между ними перешейка. После прорыва возникает новая излучина, что нарушает нормальный ход развития смежных излучин. Скорости деформаций в зоне прорыва возрастают.

Общий ход глубинных деформаций в многолетнем разрезе подчинен характеру развития плановых деформаций. Глубинные деформации в пределах фиксированных плановых очертаний русла носят сезонный характер и сводятся к нарастанию перекатов и размыву плесов в период половодья и к противоположным деформациям в период межени.

В пойме свободно меандрирующей реки сохраняются староречья – изолированные от действующего русла отпавшие излучины, находящиеся в различной стадии отмирания, соединяющиеся с рекой при высоком уровне воды.

Незавершенное меандрирование является разновидностью свободного меандрирования. Характеризуется наличием спрямляющего протока излучин. Возникает в сильно затапливаемых во время половодья поймах, сложенных из легкоразмываемых пород грунта. В начальный период своего развития излучины развиваются по схеме свободного меандрирования, но задолго до завершения полного цикла развития излучины на пойме возникает и развивается спрямляющая протока, со временем превращающаяся в главное русло. По мере развития спрямляющей протоки деформации главного русла ослабевают.

Спрямляющая протока разрабатывается постепенно (на малых реках быстрее, на больших медленнее). По ней происходит интенсивное движение насосных скоплений в виде ленточных гряд, осередков, побочней. После того, как спрямляющая протока примет основную часть расхода воды в реке, прежнее главное русло начинает превращаться в старицу и цикл возобновляется. Прогноз плановых деформаций производят совмещением плановых материалов разных лет съемок.

Пойменная многорукавность является дальнейшим развитием и усложнением незавершенного меандрирования, при котором спрямляются не отдельные излучины, а группы излучин. Характеризуется широкой поймой. Острова, образованные протоками, представляют участки поймы, обладающие значительной плановой устойчивостью.

Деформации реки в целом сводятся к медленному развитию спрямляющих протоков, их отмиранию и возобновлению, сопровождающимся перераспределением расхода воды между рукавами. Спрямлениями, как правило, оказываются охвачены не отдельные излучины, как при незавершенном меандрировании, а группы смежных излучин.

Осередковый тип руслового процесса (русловая многорукавность) распространен на участках равнинных и горно-предгорных рек с интенсивным движением донных насосов в условиях перегрузки потока насосами. Характеризуется распластанным руслом, по которому в паводковый период перемещаются мезоформы: осередки, побочни и ленточные гряды, в разной степени обсыхающие в период межени и создающие многорукавный облик русла.

В периоды межени и низких половодий на участках русел, сложенных из мелких насосов, происходят внутрирусловые плановые деформации контуров мезоформ.

Источник

Русловые процессы

Основные понятия. Взаимодействие потока и русла

Основными характеристиками русла являются: продольный и поперечный профиль, плановые очертания и распределение глубин в нем. Речное русло подвержено изменениям, или деформациям. Непрерывные изменения морфологического строения речного русла и поймы, происходящие под действием текучей воды, называются русловым процессом.

Проявляется русловой процесс в виде эрозии — размыва русла и поймы, переноса и аккумуляции наносов. Направленность процесса деформации русла определяется соотношением между расходом наносов и транспортирующей способностью потока и, таким образом, связана с комплексом природных условий не только данного участка реки, но и водосбора в целом. Климатические условия и свойства подстилающей поверхности бассейна реки обусловливают объем и режим жидкого стока и формирование твердого стока. Последний проявляется в виде переотложений наносов, с которыми связана деформация русла. Сток воды, кроме того, определяет характер местных гидравлических воздействий потока на русло. Эти воздействия меняются вместе с режимом стока.

Поток, протекающий в русле, вызывает изменения в его очертаниях, распределении глубин и характере продольного профиля реки. Со своей стороны форма русла оказывает воздействие на распределение течений и их скоростей. Таким образом, поток и русло находятся в постоянном взаимодействии, и русловые деформации являются выражением этого взаимодействия. Несмотря на различия природных условий в бассейне той или иной реки, различия в режиме стока воды и наносов, в результате взаимодействия между потоком и руслом вырабатываются некоторые типические черты морфологического строения речного русла. Знание природных условий и закономерностей взаимодействия между потоком и руслом позволяет путем возведения искусственных выправительных сооружений сознательно управлять потоком, перемещением наносов в речном русле и способствовать созданию нужных для хозяйственного использования реки его форм.

Читайте также:  Прокладка трубопровода по дну реки

Основы учения о русловом процессе как взаимодействии между потоком и руслом были заложены в конце XIX-начале XX столетия в трудах В. М. Лохтина, Н. С. Лелявского, М. Фарга в связи с работами по улучшению судоходных условий рек, а также в трудах М. А. Великанова.

Лохтин исследовал влияние уклона водной поверхности, изменения водности потока и сопротивляемости размыву грунтов, слагающих русло реки, на перемещение наносов и формирование русловых форм. Лелявский занимался исследованием речных течений, влияющих на распределение глубин в речном русле.

В дальнейшем наметились два направления в изучении руслового процесса: гидродинамическое, рассматриваемое обычно в курсах гидродинамики и гидравлики, и гидролого-морфологическое. Последнее направление получило развитие в работах Н. И. Маккавеева, Н. Е. Кондратьева и И. В. Попова.

Плановые очертания речных русел и их изменения

Плановые очертания речных русел отличаются значительным разнообразием и вместе с тем для них характерна отчетливо выраженная извилистость. В процессе формирования извилистого русла большую роль играют поперечные течения, которые возникают как при искривлении динамической оси потока, так и особенно в условиях уже возникшей извилистости русла.

Существуют различные соотношения между очертаниями долины (орографическая извилистость) и очертаниями речных русел (гидрографическая извилистость). В одних случаях имеет место совпадение орографической и гидрографической извилистости, реки как бы повторяют очертания своих долин. Примером могут служить верхние части течений Оки и Дона, реки Днестр, Унжа, Вишера, Чусовая и др. на участках долин, сложенных трудноразмываемыми породами. Для рек этого типа характерно отсутствие или слабое развитие поймы.

В других случаях наблюдается неполное совпадение орографической и гидрографической извилистости. Склоны долин лишь отчасти ограничивают образование извилин.

Наиболее распространенным случаем является полное несовпадение орографической и гидрографической извилистости. Река протекает по широкому дну долины и может перемещать свое русло на большом пространстве, образуя обширную пойму, изобилующую старицами.

Значительно реже встречаются речные русла, характеризующиеся отсутствием извилин или слабой извилистостью. Русла таких рек способны перемещаться в пределах дна долины почти параллельно самим себе. Пойма в этом случае может быть довольно широкой. На ней располагаются старицы, также прямолинейные или слабоизвилистые и параллельные руслу реки. Такой тип русел встречается чаще всего в долинах прорыва или на участках входа реки в сужение долины. Поймы на таких суженных участках долины узкие.

Определенный тип излучин называется меандрами. Этот термин вошел в гидрологическую литературу по греческому названию р. Меандр (Турция). Процесс меандрирования, заключающийся в изменении плановых очертаний русла во времени, очень сложен. Существует несколько гипотез образования меандр. В современной гидрологической литературе (Н. Е. Кондратьев, И. В. Попов и др.) этот процесс получил следующее объяснение.

Образование и развитие меандр возможно на реках с незарегулированным естественным режимом, с хорошо выраженным половодьем (паводками) и повышенным стоком наносов. В этих условиях плановые деформации русла связаны с формированием поймы.

1. На реках с узкой поймой русло в плане имеет слабоизвилистую форму, близкую к синусоидальной (рис. 108 а). Амплитуда этой синусоиды определяется шириной долины, склоны которой ограничивают возможность ее увеличения. Плановые деформации проявляются в виде беспрепятственного сползания излучины вниз по течению реки без существенных изменений в очертаниях и размерах. В течение некоторого достаточно длительного промежутка времени меандра должна переместиться на всю свою длину, и в результате участки выпуклого и вогнутого берега русла поменяются местами. Сползание излучин происходит вследствие размывания вогнутого берега русла под некоторым углом к оси потока и отложений материала размыва у выпуклого берега. Такой процесс меандрирования носит название ограниченного меандрирования.

2. На участках рек с широкими долинами склоны долин не являются препятствием для перемещения русла по их дну в направлении, перпендикулярном направлению долины. Беспрепятственный размыв вогнутых берегов приводит к постепенному изменению формы излучины и превращению ее из первоначальной синусоидальной в петлеобразную. Сначала излучины имеют тенденцию сползать вниз по течению, как и при ограниченном меандрировании. Но в последующие стадии сползание излучин сменяется их расширением и разворотом вокруг некоторых точек, близких к перегибу русла к смежной излучине (рис. 1086). Излучина принимает округлые очертания, часто асимметричные, превращающиеся в конечной стадии в петлеобразную форму. Завершается этот процесс деформации прорывом перешейка между вершинами двух смежных меандр и превращением отчлененной части русла в старицу. После прорыва перешейка постепенно возникает новая излучина. Возобновляется прежний цикл развития меандры. Этот тип меандрирова-ния назван свободным меандрированием.

3. На реках с низкими поймами и большими глубинами их затопления обычно полный цикл меандрирования, характерный для свободного меандрирования, не наблюдается. Прорыв достаточно широкого еще перешейка и спрямление русла происходят до того, как произойдет сближение вершин двух смежных излучин. Русло раздваивается. Спрямленный рукав (проток) формируется в понижениях рельефа поймы, при выходе воды на пойму и размыве ее поверхности. Обычно этот рукав превращается в главное русло, а старое главное русло отмирает. Этот тип меандрирования назван незавершенным меандрированием (рис. 108 в). На крупных реках спрямление происходит в течение нескольких лет (Иртыш) и нескольких десятков лет (Обь, Ока, Волга).

Прорывы перешейка, спрямление русла приводят к усилению интенсивности размыва русла, увеличению местного твердого стока и последующему отложению наносов на нижерасположенном участке, что в свою очередь может вызвать перераспределение уклонов и изменение характера русловых деформаций. На характер перемещения русла, естественно, оказывают влияние ограничивающие факторы: трудноразмываемые породы склонов долины, формы ее, унаследованные рекой и созданные ранее существующим потоком с иными гидравлическими особенностями, чем те, которые свойственны современному потоку.

Описанные случаи развития меандр являются лишь схемой сложного процесса. В природных условиях можно встретить многие разновидности этого явления.

Морфологические элементы речных русел и пойм и распределение глубин в них

Распределение глубин в руслах рек зависит от распределения в них эрозионно-аккумулятивных образований — русловых форм. Простейшей формой русловых образований являются гряды — скопления песчаных, иногда галечных наносов на дне русла. В грядах выделяются следующие элементы: верховой (лобовой) и низовой (тыловой) откосы, гребень, подвалье, высота и длина гряды. Все элементы гряды представлены на рис. 109 а. Гряды — подвижные образования. Схематически механизм их перемещения может быть представлен следующим образом. Поток, обтекающий гряду, отрывается от гребня и образует в подвалье вихревое движение с горизонтальной осью вращения. Донные частицы, смытые потоком с лобового ската, попадают в подвалье. Встречным течением вихря эти частицы из подвалья вымываются и прижимаются к тыловому скату гряды; происходит наращивание гряды и перемещение ее вниз по течению (рис. 1096). Таким образом, перемещение гряд следует рассматривать как форму перемещения наносов по дну русла, сложенного песчаными (или галечными) отложениями. Размеры гряд колеблются в широких пределах: высоты изменяются от нескольких сантиметров на малых реках до 5-6 м на крупных (р. Обь), длина — от сотых долей метра до 3 км и более.

Массовым распространением отличаются малые гряды, размеры которых несоизмеримы с размерами русла. Иногда они напоминают барханы, располагающиеся в шахматном порядке. Малые формы русловых образований определяют степень шероховатости дна.

На многих равнинных реках наблюдаются гряды, размеры которых соизмеримы с размерами русла потока. Одни из них располагаются под некоторым углом к оси потока, другие представляют одиночные образования, занимающие почти всю ширину русла. Это так называемые ленточные гряды (рис. 110 а).

Разновидностью гряд являются побочни. Они представляют собой часть перекошенной в плане ленточной гряды, обсыхающей в межень. Побочни располагаются обычно парами на обоих берегах в шахматном порядке относительно друг друга (рис. 110 б).

Другой разновидностью песчаных гряд являются осередки. Они представляют собой мощные скопления наносов в средней части русла в виде песчаных отмелей или подвижных островов. Осередки обычно вытянуты вдоль по реке и отделены от берегов протоками. В межень осередки обсыхают.

Читайте также:  Пена на воде река

Более сложными формами русловых образований являются перекаты и поймы.

Перекат — мелководный участок русла, образованный наносной песчаной грядой, пересекающей русло под некоторым углом к общему направлению течения и соединяющей в межень два побочня — право- и левобережный. Для равнинных рек характерно чередование перекатов и плёсов — более глубоководных участков русла по сравнению с выше- и нижерасположенными мелководными — перекатами. На рис. 111 представлены отдельные части переката.

Перекаты образуются там, где имеются благоприятные условия для аккумуляции наносов. Такие условия создаются при уменьшении транспортирующей способности потока под влиянием либо уменьшения скоростей течения, либо резкого местного увеличения твердого стока. Уменьшение скоростей течения наблюдается в местах выхода горных рек на равнину, в местах резкого расширения русла потока, в результате подпора под влиянием сужения долины, впадения крупных притоков. Увеличение твердого стока наиболее отчетливо проявляется при впадении притоков, несущих большое количество наносов (перекаты в этом случае возникают ниже впадения притоков), а также в случае выноса наносов оврагами.

На равнинных реках чередование плёсов и перекатов тесно связано с плановыми очертаниями русла: плёс обычно располагается в изгибах русла, перекат — на спрямленном участке, соединяющем две смежные излучины. У вогнутого берега под влиянием поперечной циркуляции происходит размыв русла, на спрямленном участке — отложение части размытого материала. Эти явления характерны для периода половодья, когда уклоны и скорости больше на плёсах по сравнению с перекатами. В межень вследствие перераспределения уклонов перекаты размываются. Подобное объяснение этого явления впервые было дано еще В. М. Лохтиным (1897 г.). К. И. Российский и И. А. Кузьмин приводят более общее объяснение сезонной деформации перекатов и плёсов независимо от плановых очертаний русла. При одинаковом повышении уровня на плёсах и перекатах весной площади живых сечений на перекатах в относительном выражении увеличиваются больше, чем на плёсах, так как их «начальная» площадь живого сечения была меньше (меньшие глубины). В связи с этим относительное увеличение скоростей при одинаковом увеличении расходов на плёсах больше, чем на перекатах. Таким образом, транспортирующая способность потока на плёсах оказывается больше, чем на перекатах, и, следовательно, в период половодья на плёсовых участках происходит размыв русла, на перекатах — отложение наносов. В межень при обратном соотношении скоростей на перекатах происходит размыв русла, а на плёсах — отложение размытого материала.

Периодические колебания отметок дна на перекатах достигают больших величин. Размыв гребней перекатов происходит не только в период летней межени, но и зимой при ледоставе, в особенности если последний образовался при низких уровнях. На одном из перекатов Волги зимой дно оказалось размытым в глубину на 3 м. Весной отметки дна переката достигли прежних значений.

Как уже отмечалось ранее, распределение глубин в речном русле тесно связано с его плановыми очертаниями. Это обстоятельство получило отчетливое выражение в так называемых «законах» Фарга. Сущность их сводится к следующим положениям.

1. Самая глубокая часть плёса и самая мелкая часть переката сдвинуты относительно точек наибольшей и наименьшей кривизны вниз по течению приблизительно на четверть длины плёс + перекат.

2. Плавному изменению кривизны соответствует плавное изменение глубины; всякое резкое изменение кривизны вызывает резкое изменение глубины.

3. Чем больше кривизна, тем больше глубина.

4. С увеличением длины кривой излучины до некоторого предела глубины при данной кривизне сначала возрастают, а затем убывают; для каждого участка реки существует некоторое среднее значение длины кривой, при которой глубины становятся наибольшими.

В ряде случаев правила Фарга нарушаются, в особенности, если русло реки сложено разнородными грунтами.

Пойма формируется в результате отложений переносимых потоком наносов и плановых деформаций его русла. В период половодья (паводков) речная вода выходит из берегов меженного русла и затопляет пойму. Таким образом, руслом потока в этот период является меженное русло вместе с поймой. При высоких уровнях и при их спаде интенсивной деформации подвергаются как русло, так и пойма. Эти деформации совершаются в процессе обмена наносами между руслом и поймой. В меандрирующих руслах усиливается размыв вогнутого берега излучины и происходит отложение наносов у выпуклого. Формируются пляжи. По форме они напоминают побочни, но, в отличие от последних, являются относительно неподвижными образованиями, перемещающимися вместе с излучиной. Вдоль внешнего края пляжа возникают заструги и косы. Эти наносные образования являются результатом причленения к берегу на спаде уровня перемещающихся при более высоком стоянии уровня песчаных гряд. Оконечности этих гряд, обсыхая, образуют заструги. Последние, разрастаясь, превращаются в длинные, вытянутые по течению скопления наносов — косы. Располагаются они под некоторым углом к берегу, более острым при больших скоростях течения. Вытянутое водное пространство между косой и берегом называется затоном.

Косы и пляжи зарастают растительностью, что усиливает аккумуляцию наносов при последующем затоплении. Они увеличиваются в размерах и постепенно способствуют образованию береговых валов. Эта форма наносного образования характерна для рельефа поймы. По мере роста берегового вала в высоту создаются условия для образования второго ряда береговых валов. Постепенно валы оказываются удаленными от современного русла на то или иное расстояние. Береговые валы формируются в различные отрезки времени: от одного года (реки Чулым, Или) до нескольких десятков лет (р. Тавда).

Современный рельеф поймы оказывается весьма сложным. Ее поверхность может быть расчленена протоками, старицами, расположенными между гривистыми повышениями, часто дугообразной формы. Очевидно, при разных типах плановых деформаций русла будут создаваться и различные типы пойм, на что обращают внимание многие исследователи.

Условно в пойме выделяют три части: прирусловую — более повышенную часть, центральную — несколько более низкую и ровную и притеррасную — наиболее пониженную, имеющую вид заболоченной ложбины, прилегающей к коренному склону долины или террасы. Все сказанное справедливо по отношению к равнинным рекам. Русловые деформации горных рек менее изучены.

Типы русловых процессов

При всем многообразии русловых процессов можно выделить определенные их типы. Н. Е. Кондратьев и И. В. Попов выделяют следующие типы русловых процессов.

Ленточно-грядовый тип руслового процесса. При этом типе ленточные гряды сохраняют свою целостность во все фазы водного режима и только несколько изменяют свои размеры и скорость сползания. Плановых деформаций русла почти не происходит. Скорость сползания ленточной гряды нередко достигает 200-300 м/год. Этот тип руслового процесса наблюдается на участках рек, где отсутствует пойма и склоны долины, сложенные трудноразмываемыми породами, исключают возможность размыва берегов.

Побочневый тип руслового процесса. При этом процессе происходит сползание в половодье по руслу крупных песчаных, перекошенных в плане гряд. В межень наиболее возвышенные их части обсыхают и образуются неподвижные в это время побочни. Поток, обтекая побочни, становится извилистым. Часть перекошенной гряды остается затопленной и образует гребень переката. Течение потока приобретает характер переливания через гребень перекошенной гряды из одного плёса в другой. Гребень переката размывается, а в плёсовой лощине происходит отложение размытого материала. При этом типе процесса также отсутствуют плановые деформации русла и не образуются поймы. Встречается побочневый тип руслового процесса на участках рек, стесненных склонами долины.

Типы русловых процессов ограниченного, свободного и незавершенного меандрирования характеризуются, как указывалось, плановыми деформациями русла и развитием поймы. К свободно меандрирующим рекам относятся многие малые и средние реки равнин, нижние участки крупных рек (Кубань, Кура, Сыр-дарья, Или и др.). Реки с ограниченным меандрированием встречаются в пределах Среднерусской и Волыно-Подольской возвышенностей, на северо-западе и севере Европейской территории СССР (Западная Двина, Нарова, Онега и др.).

Осередковый тип процесса. На участках, где развивается этот тип руслового процесса, река переносит большое количество влекомых наносов и образует широкое и распластанное русло, по которому беспорядочно сползает ряд крупных, разобщенных гряд. Гряды эти в межень при понижении уровня образуют разбросанные по всей ширине русла осередки, при обсыхании — острова. Протоки между островами меандрируют, в результате чего острова могут перемещаться как вдоль по реке, так и поперек нее. Образуется многорукавное русло. Осередковый тип процесса часто встречается на участках рек при выходе их из гор, в приустьевых участках. Разновидностью осередкового типа процесса являются блуждающие русла. Они возникают при очень большой подвижности влекомых наносов и больших скоростях течения. Перемещение наносов в этих условиях приобретает беспорядочный характер. Образование русловых форм (гряд, отмелей, побочней) происходит очень интенсивно. Русло начинает блуждать в пределах дна долины, распластываясь и приобретая несколько динамических осей, положение которых меняется в короткие сроки. На глазах наблюдателя (в течение суток, часов) происходит размыв берега и смещение русла (до 10- 15 м/сут на р. Амударье в районе Ходжейли). Горные реки, протекая в широких долинах, способны в столь же короткие сроки перемещать обширные галечные скопления и изменять плановые очертания русла и распределение глубин в них. Примером могут служить реки Сельдара, Муксу на Памире.

Читайте также:  Сухая река кладбище схема захоронений

Следует отметить, что при любом типе руслового процесса соотношения между явлениями аккумуляции и эрозии тесно связаны с транспортирующей способностью потока и содержанием наносов в нем. Там, где поток насыщен наносами в большей мере, чем он может переносить их, происходит аккумуляция наносов. На участках же, где транспортирующая способность потока превосходит содержание наносов, происходит размыв русла. Размыв же русла вызывает увеличение площади его живого сечения, а следовательно, и уменьшение скоростей, вследствие чего и размыв может прекратиться. Кроме того, на участках размыва происходит явление самоотмостки. Более мелкие фракции наносов выносятся с участков размыва, и дно при этом оказывается покрытым крупными частицами. Шероховатость дна увеличивается, скорости уменьшаются и размыв замедляется. Аккумуляция наносов вызывает уменьшение живого сечения потока, увеличение скорости, и в конечном итоге она может смениться размывом. Таким образом, формирование русла является саморегулирующимся процессом.

Изучение закономерностей руслового процесса позволяет своевременно принимать меры (устройство струенаправляющих дамб, защитных сооружений и др.) по улучшению эксплуатации инженерных сооружений на реках (водозаборов, мостов, причалов, переходов через реки, трубопроводов и пр.), предвидеть будущее переформирование русел рек при регулировании их стока водохранилищами и улучшать судоходные условия.

Основные особенности формирования устьев рек и их типы

Каждая река в устьевой части обладает некоторыми специфическими чертами, обусловленными особенностями ее режима и воздействием на нее изменчивых во времени явлений в конечном водоеме (море, озеро, другая река). При впадении в море, океан реки образуют в основном два типа устьев: дельту и эстуарий. Дельта — многорукавное русло, образуется при впадении реки, несущей большое количество наносов в мелководную часть моря. Способствуют формированию дельт слаборазвитые морские течения, осуществляющие перенос речных наносов в сторону от устья, и эпейрогенические поднятия морского побережья. Эстуарии — сравнительно узкие и глубокие заливы (губы) воронкообразной формы. Часто они представляют собой нижние участки долин, затопленные морскими водами при опускании суши, называемые лиманами. Накоплению наносов в эстуарии препятствуют приливо-отливные и береговые течения моря.

Устьевые области рек, впадающих в океаны и моря, состоят из приморского участка реки и предустьевого взморья (рис. 112). Этим делением подчеркивается взаимодействие речных и морских вод в устьевой области. Приморский участок в свою очередь подразделяется на приустьевой и устьевой. Верхняя граница приустьевого участка определяется дальностью проникновения влияния на речной режим нагонов и приливов. Устьевой участок начинается от места деления реки на рукава или от начала образования эстуария. Заканчивается он морским урезом края дельты или островными образованиями эстуария, иногда подводными отмелями, обсыхающими при отливе. Предустьевое взморье занимает пространство от нижней границы устьевого участка реки до места, где влияние речных вод на взморье становится незначительным и постепенно исчезает.

Режим наносов в морских устьях рек определяется главным образом выносом наносов рекой и миграцией их при приливных течениях. Основная масса наносов приносится в устья рек во время половодья и больших паводков и служит материалом для образования дельты. Отложение наносов в устьевой области происходит вследствие снижения скоростей течения из-за подпорного влияния со стороны моря и распластывания волны половодья подлине реки. Во время сильных приливов и большого подпора со стороны моря осаждаются лишь крупные наносы, мелкие же уносятся вверх по реке. Во время отлива усиливается размыв и вынос наносов в море. В этих условиях образование дельты затруднено.

Наносы, выносимые рекой, а иногда приносимые морем, откладываясь в устьях рек, образуют косы, острова и мелководье, называемое баром. Речной поток, встречая препятствие со стороны бара, обтекает образовавшееся поднятие дна, обычно раздваиваясь. Образуются рукава. Осаждение наносов и образование осередков в каждом из рукавов приводит к дальнейшему разветвлению русла. Образуются многорукавные русла — дельты. Дельта постепенно наступает на море.

Обычно дельты низменны, часто заболочены, покрыты богатой растительностью. Гидрографическая сеть их очень сложна и представлена многочисленными протоками, озерами-старицами. Различают следующие типы дельт: дельты выполнения, выдвинутые, лопастные, клювовидные, сложные, бухтовые.

Выдвинутые дельты образуются в устьях рек, впадающих в море на участках с открытыми выпуклыми берегами. Таковы дельты Волги, Урала, Хуанхэ, Нила и др.

Лопастные дельты образуются в устьях рек, впадающих в море длинными и узкими рукавами, несущими большое количество наносов. Лопастные дельты характерны, например, для Миссисипи и Куры.

Клювовидные дельты названы так потому, что они своими очертаниями напоминают клюв птицы. Примером может служить устье р. Сулак, впадающей в Каспийское море.

Сложные дельты образуются при соединении вместе двух дельт, как, например, у рек Ганга и Брахмапутры.

Бухтовые дельты образуются при впадении реки в лагуну — участок моря, отделенный от моря косой. Примером может служить дельта р. Камчатки.

При впадении одной реки в другую возникает подпор, достигающий максимума в периоды половодья и паводков. Совпадение или несовпадение фаз водного режима создает различный характер взаимодействия главной реки и притока. При совпадении половодий на обеих реках подпорное влияние оказывается наименьшим. При несовпадении же этих явлений подпор бывает значительным, причем чем больше разница во времени прохождения половодья на обеих реках, тем сильнее выражено подпорное влияние их друг на друга. Подпор на притоке распространяется на десятки, а иногда даже и на сотни километров.

При нарастании подпора могут возникнуть обратные уклоны и обратное течение. Примером может служить р. Сухона, вытекающая из Кубенского озера. При прохождении половодья на р. Вологде, притоке р. Сухоны, создается подпор на главной реке выше устья р. Вологды. Уровни р. Сухоны повышаются настолько, что отметки их становятся больше отметок уровня Кубенского озера, и возникает обратное течение на р. Сухоне в сторону Кубенского озера. Когда же уровень воды в озере повысится вследствие притока вод рек, впадающих в него, а уровни воды в устье р. Вологды понизятся в результате прекращения половодья, на рассматриваемом участке обратное течение сменится нормальным.

Под влиянием подпора скорости течения уменьшаются, происходит аккумуляция наносов, прежде всего влекомых, а затем и наиболее крупных фракций взвешенных, что в ряде случаев приводит к образованию перекатов, а иногда рукавов в устьевых участках притоков.

При запаздывании половодья на главной реке по отношению к времени его прохождения на притоке в устье последнего возникают повышенные уклоны и большие скорости. Происходит усиленный размыв русла. В итоге образуются переуглубленные устьевые участки русла притока.

При впадении в озеро на режим устьевой части реки оказывают влияние главным образом уровенный режим озера и сгонно-нагонные явления в озере. Уровни воды в озерах перед половодьем на реках, впадающих в них, обычно низкие. Волна половодья, аналогично тому, как это происходит на притоках, впадающих в реку, при несовпадении фаз водного режима вызывает в устьевом участке реки перед впадением в озеро переуглубление русла. Размыв этих участков прекращается с падением уровней и уменьшением донных скоростей, неспособных уже размывать ложе реки. На переуглубленных участках в промежутках между половодьями наблюдается тихое течение и происходит отложение наносов, которые сносятся в озеро в период половодья. После подъема уровней воды в озере до наивысших отметок устьевой участок реки находится в подпоре, который может усиливаться нагонными явлениями. Реки, несущие достаточное количество наносов, образуют при впадении в озеро дельту, аналогичную дельте, образующейся при впадении в море.

При относительной стабильности водного режима озера и реки, впадающей в него, режим устьевого участка реки отличается однообразием, а русло реки — устойчивостью. Примером могут служить реки Свирь и Волхов.

Источник

Поделиться с друзьями
Байкал24