4.2.5. Річкова долина й русло річки

Долина – вузьке витягнуте зниження форми рельєфу, яке характеризується похилом свого ложа від одного кінця до другого.

Річкові долини за походженням можуть бути тектонічними, льодовиковими й ерозійними.

Складовими частинами річкової долини є: дно або ложе долини, тальвег, русло, заплава, схили долини, тераси й бровка (рис. 4). Схили долини (ділянки земної поверхні, що обмежують долину з боків) і дно (або ложе) долини – найбільш знижена частина долини. У межах дна (ложа) долини знаходяться русло річки: 1) ерозійна заглибина у дні долини, вироблена водним потоком і заповнена його водами; 2) найбільш низька частина долини, яка заповнена водою в межень і заплава (частина дна річкової долини, що затоплюється в період водопілля). Заплава утворюється внаслідок ерозійно-акумулятивної діяльності річкового потоку. Виділяють заплаву низьку (затоплюється водою щороку) і високу (затоплюється лише під час високих паводків). Ширина заплави залежить від розміру річки: на найбільших рівнинних річках досягає 40–50 км, на малих – кількох десятків метрів, на гірських річках – 10–20 м. Заплава в період високих вод затримує значну кількість води, яку пізніше при зниженні рівнів знову віддає річці. Отже, вона є природним регулятором водного режиму річок.

Тальвег – безперервна звивиста лінія, яка з’єднує найглибші точки дна долини.

Бровка – лінія сполучення схилів долини з поверхнею місцевості.

Тераси – горизонтальні або нахилені ділянки, розташовані уступами в межах дна та схилів річкової долини. Терас може бути кілька; нижньою, або першою терасою є заплава.

Русла річок за формою у плані поділяють на прямолінійні, звивисті, розділені на рукава, розкидані.

Основні морфологічні елементи русла: меандри – закрути русла річки, що виникають унаслідок циркуляції води в річковому потоці; осередки – рухомі підвищення дна, що затоплюються; острови – стабільні підвищення дна, які закріплені рослинністю; плеса й перекати – це глибокі й мілкі ділянки русла; донні пасма різного розміру.

Смуга в руслі річки з глибинами, які найбільш придатні для судноплавства, називається фарватером. Іноді, крім фарватеру, виділяють лінію найбільших глибин.

Морфологічні особливості русла можуть бути охарактеризовані ізобатами і поперечним профілем русла. Лінії на дні річкового русла, що з’єднують точки з однаковими глибинами, називають ізобатою.

Рис. 4. Схематичний переріз річкової долини

Поперечний профіль річки – вертикальна площина, перпендикулярна до напряму течії потоку й обмежена з боків схилами русла, а зверху лінією горизонту. Поперечний профіль характеризується перевищенням рівня води коло одного берега над рівнем коло другого і в ряді випадків являє собою досить складні криві лінії.

У межах поперечного профілю слід відрізняти площі поперечного, водного, живого перерізу і мертвої зони.

Площа поперечного перерізу (, км²) – це повна площа, обмежена поверхнею води й дном річки (рис. 5). Площа водного перерізу – дорівнює площі поперечного перерізу при незамерзлій річці, а за наявності льодового покриву дорівнює різниці площі поперечного перерізу і площі зануреного у воду льоду.

Рис. 5. Водний переріз потоку

Площа живого перерізу – це частина водного перерізу, де спостерігається швидкість течії води. Площа мертвої зони – це частина водного перерізу, де немає швидкості течії води або відбувається в протилежному напрямі відносно потоку течії.

Основні морфометричні характеристики річкового русла:

1. Площа(, м²) живого перерізу = f₁ (h)визначається за виміряними глибинами.

2. Ширина річки (В, м) – відстань між урізами берегів:

В = l₁-l₂,

3. Змочений периметр (Р, м) – довжина підводного контуру поперечного перерізу водотоку, визначається за такою формулою:

P = √b₁² + h₁² + √b₂² + (h₂ – h₁)² + √b_n-1² + (h_n-2 – h_n-1)² + √b_n² + h_n²,

де b – відстань між промірними вертикалями, м;

h – глибина вертикалей, м.

4. Середня глибина річки (h_сер) – це відношення площі водного перерізу () до ширини річки (В):

h_сер = / В.

5.Гідравлічний радіус (R) – відношення площі водного перерізу () до змоченого периметра Р:

R = /P.

Для широких і відносно неглибоких русел і для періоду відкритого русла (без льодового покриву) величини гідравлічного радіуса і середньої глибини практично співпадають, оскільки у цих випадках Р~В.

Елементи живого перерізу не постійні і змінюються зі зміною рівнів води в річці: при підвищені рівнів води збільшуються, при зниженні – зменшуються.