- •Белорусский государственный университет
- •Речной сток и русловые процессы
- •1. Введение
- •1.1. Основные понятия о речном стоке, эрозионно-аккумулятивных
- •1.2. Развитие учения о русловых процессах
- •1.3. Значение учения о русловых процессах для народного хозяйства
- •1.4. Русловые процессы и физико-географическая среда
- •2. Речной сток
- •2.1. Формирование речного стока
- •2.2. Количественные характеристики речного стока
- •2.3. Влияние физико-географических условий на речной сток
- •3. Типы водных потоков и речная сеть
- •3.1. Типы водных потоков
- •3.2. Речная сеть
- •4. Морфология и морфометрия долины и русла реки
- •4.1. Речная долина и ее элементы
- •4.2. Морфологические элементы и морфометрические характеристики русла
- •4.3. Продольный профиль реки
- •4.4. Продольный профиль долины р. Западная Березина.
- •1 ― Абсолютная отметка уровня воды, м; 2 ― расстояние от устья, км;
- •3 ― Уклон водной поверхности, ‰
- •5. Динамическая структура водного потока
- •5.1. Продольное течение в русле реки и силы, действующие в потоке
- •5.2. Поперечные (циркуляционные) течения. Теория н.С. Лелявского
- •5.3. Турбулентное перемешивание
- •6. Эрозионно-аккумулятивные процессы в речных руслах.
- •6.1. Механизм эрозии, аккумуляции и транспорта наносов как единая система
- •6.2. Общая характеристика и классификация речных наносов
- •Гидравлическая крупность частиц при температуре воды 15° с (по а.В. Караушеву)
- •6.3. Движение и сток взвешенных наносов
- •6.3. Движение донных наносов. Закон Эри
- •6.4. Транспортирующая способность потока. Сели
- •7. Русловые процессы
- •7.1. Основные направления в развитии теории руслового процесса
- •7.2. Взаимодействие потока и русла как основа руслового процесса
- •7.3. Формы рельефа речного русла и их изменения
1.3. Значение учения о русловых процессах для народного хозяйства
Крупные преобразования природных условий, вызванные сооружением водохранилищ, водозаборов, переброской стока, сведением лесов и распашкой земель, привели к существенным изменениям руслоформирующей деятельности рек. Изучение этих изменений, их закономерностей и масштабов имеет огромное научное и практическое значение. Исследователю приходится работать в своеобразной природной лаборатории, в которой в сравнительно сжатые сроки происходят процессы, протекающие в естественных условиях в масштабах исторического или геологического времени.
Распашка территорий, сведение лесов, неумеренный выпас скота и другие воздействия, обусловливающие уничтожение естественного растительного покрова, сооружение дорог — все это создает предпосылки для развития ускоренной эрозии почв и образования оврагов. Продукты смыва почв, поступая, в конечном счете, в речную сеть, оказывают влияние на морфологию и динамику речных русел. Происходит отмирание малых рек, обмеление перекатов на средних и даже крупных реках, активизируются размывы берегов и опесчанивание пойменных лугов. Поэтому при решении крупных народнохозяйственных проблем вопросы защиты почв от эрозии и регулирования речных русел должны рассматриваться в едином комплексе.
Изучение русловых процессов имеет большое значение для решения задач, выдвигаемых многочисленными запросами практики. Любая отрасль народного хозяйства, предприятия которой расположены в речных долинах или использующая водные ресурсы, в той или иной мере должна учитывать деятельность реки.
Одним из наиболее давних «потребителей» теории руслового процесса является водный транспорт. В Беларуси протяженность водных путей в настоящее время превыша-ет 1,8 тыс. км. Судоходство осуществляется по таким рекам, как Припять, Днепр, Березина, Сож, Неман и Западная Двина.
Для обеспечения постоянного улучшения судоходных условий в связи с ростом перевозок на речном флоте на реках проводятся работы по регулированию русел. Чтобы эти работы были достаточно эффективны, необходимо максимальное использование руслоформирующей деятельности самого потока. Поэтому познание закономерностей руслового режима рек и обоснование прогноза русловых деформаций составляют основу проектирования судоходных трасс.
Возведение крупных гидротехнических сооружений на реках требует прогнозов русловых деформаций, которые могут произойти вследствие изменения режима реки или создания нового базиса эрозии. В нижних бьефах гидроузлов размывы русла, особенно сильные на приплотинных участках, приводят к обсыханию водозаборов, снижению глубины на порогах шлюзов, потере устойчивости опор мостовых переходов и т. д. Если из-за недостаточного учета русловых деформаций возникает ошибка в прогнозе, то это приводит к большим дополнительным капиталовложениям на реконструкцию инженерных объектов.
Строительство мостовых переходов, водозаборов, набережных и других сооружений также не может обойтись без учета русловых процессов. Кроме того, все эти сооружения изменяют условия протекания речного потока и, следовательно, вызывают целый ряд новых явлений в его руслоформирующей деятельности, которые необходимо предвидеть, чтобы обеспечить сохранность и функционирование самого сооружения.
Проектируемые крупные переброски стока приведут не только к появлению искусственно созданных русел, но и вызовут изменения руслоформирующей деятельности рек-«доноров», из которых будет изыматься часть стока, и рек-«приемников», водность которых возрастает. Изучение деформаций самотечных каналов особенно актуально в условиях размываемых грунтов.
Важная область применения теории русловых процессов — сельское хозяйство, поскольку наиболее богатые луговые угодья располагаются на речных поймах; деятельность рек необходимо учитывать при разработке проектов их мелиорации. Известны случаи, когда распашка пойменных земель приводила к смыву почв и превращению лугов в непродуктивные пустоши на длительный срок. Вместе с тем в ряде районов поймы издавна используются под пашню и выращивание овощей.
Правильное управление русловыми процессами позволяет успешно проводить санитарную очистку рек, создавать условия для рассеивания сточных вод и тем самым бороться с загрязнением рек. Организация лесосплава, развитие лесомелиорации по берегам рек, проектирование через реки переходов ЛЭП и трубопроводов, рыбное хозяйство — все это также требует прогноза и учета русловых процессов.
Практика показала, что научно обоснованные прогнозы русловых деформаций, приемы и методы регулирования русел экономически эффективны во всех отраслях народного хозяйства, связанных с использованием рек.