3.Микроформы речного русла и их изменение

Если в гидравлическом лотке, дно которого выстлано ровным слоем песка, постепенно увеличивать расход воды, то после дости­жения скоростями течения некоторых значений наносы придут в движение. Поскольку распределение скоростей течения в турбу­лентном потоке крайне неравномерно, неравномерным будет и дви­жение этих наносов. В результате формируются небольшие донные гряды — рифели. По мере увеличения скоростей течения высота движущихся рифелей постепенно возрастает, и образуются донные дюны. При дальнейшем увеличении скоростей течения может про­изойти разрушение дюн: наступит так называемая гладкая фаза движения влекомых наносов. При очень больших скоростях течения возникают песчаные стоячие волны, а затем антидюны, форма которых перемещается вверх по течению.

Русловые деформации при движении всех описанных выше микроформ (донных гряд) обратимы: после смещения гряды на всю ее длину дно потока в этом месте приобретает первоначальные от­метки. Скорость смещения микроформ на реках обычно не превышает нескольких метров в сутки.

Высота донных гряд может изменяться от нескольких сантимет­ров до 4—6 м. На некоторых реках размеры гряд соизмеримы с глубиной русла. Обычно гряды меньшего размера накладываются на гряды большего размера, создавая целую «иерархию» микро­форм речного русла.

Переход от одного вида микроформ к другому происходит, как показали экспериментальные исследования, с увеличением как числа Фруда , так и отношения скорости течения к гидравлической крупности частиц наносов ,

т. е. степени подвижности наносов.

4.Мезоформы речного русла и их изменение

Видом мезоформы речного русла является крупная русловая гряда — перекат (рис. 2). Перекаты вместе с расположенными между ними понижениями дна — плесами обра­зуют на реках системы плес — перекат. Эти системы, как и другие русловые формы, медленно смещаются вдоль русла; этот процесс сопровождается обратимыми русловыми деформациями. Скорость смещения таких систем обычно не превышает нескольких сотен метров в год.

Рис. 2. Схемы перекатов:

а - нормального; б - перекошенного; 1,2- верхняя и нижняя плесовые лощины; 3,4- верхний (правобережный) и нижний (левобережный) побочни переката,5- корыто, 6- гребень; 7- подвальные перекаты; 8- затонская часть нижней плесовой лощины; 9- линия наибольших глубин.

Наиболее характерными элементами системы плес — перекат являются верхняя и нижняя плесовые лощины и верхний и нижний (или лево- и правобережный) побочни переката (Рис. 2). Перекат представляет собой крупную русловую гряду, пересекаю­щую русло под углом 20—30°. Верхний по течению склон гряды более пологий, низовой откос (подвалье переката) — более крутой. Наиболее мелкие части гряды — прибрежные отмели — носят на­звание побочней. Наиболее глубокая часть переката между смежны­ми плесовыми лощинами называется корытом переката. Через нее и проходят линия наибольших глубин и фарватер. Наиболее мел­ководный участок фарватера над перекатом называется гребнем переката.

Перекаты по своему строению бывают трех видов: перева­лы - прекаты с плавными и небольшими изменениями отметок дна без резко выраженного подвалья; нормальные - перекаты с хорошо выраженным подвальем, но без резкого искривления фар­ватера (рис. 2, а), перекошенные (сдвинутые) — перекаты с резким искривлением фарватера (рис. 2, б). Те перекаты, ко­торые вследствие либо малых глубин на гребне, либо сильного искривления фарватера создают препятствие судоходству, называют лимитирующими.

Наибольшая скорость перемещения характерна для перекатов на прямолинейных участках русла. Она возрастает с уменьшением крупности наносов.

Для большинства перекатов с песчаным дном характерны до­вольно своеобразные сезонные изменения отметок дна. На подъеме половодья происходит намыв переката, на спаде половодья и в ме­жень — размыв. Размыв переката объясняется возрастанием укло­нов водной поверхности и сопутствующим увеличением скоростей течения.

Другой вид мезоформ речного русла — осередки — подвижные, не соединенные (в отличие от побочней перекатов) с берегами и не заросшие растительностью отмели. Осередки часто возникают на перекатах, вызывая разделение фарватера на его гребне на две ветви.