3 Речные наносы и твердый сток. Русловые процессы.

Речными наносами называют твердые минеральные частицы вне зависимости от крупности, которые переносятся русловым по­током и при определенных условиях образуют русловые и поймен­ные отложения. Речные наносы образуются главным образом в результате водной эрозии, т. е. разрушения поверхности земли под действием текущих вод. Водная эрозия может быть склоновая и русловая. Склоновая эрозия представляет собой процесс разруше­ния и смыва продуктов разрушения со склонов площади бассейна дождевыми и талыми водами. Интенсивность склоновой эрозии зависит от количества осадков, состава почвогрунтов, рельефа местности, густоты овражно-балочной системы бассейна, характе­ра и количества растительности, степени и видов хозяйственного использования площади. Часть продуктов разрушения не попа­дает в реку, так как задерживается в понижениях земной поверх­ности, в оврагах и суходолах. В южных районах, где сухой климат, растительность бедна, почвы меньше содержат гумуса, эрозия протекает более активно, чем в районах достаточного увлажнения.

Донными наносами(твердый сток) называют совокупность частиц, как прави­ло, наиболее крупных (крупный песок, гравий, галька), которые в процессе своего движения под воздействием потока воды не от­рываются от дна или отрываются на очень короткое время. В соответствии с этим донные наносы могут быть разделены на влекомые, которые перемещаются по дну скольжением и каче­нием, и на полувзвешенные, которые перемещаются скачками (сальтируют), приподнимаясь над дном на расстояние одного по-Рядка со своим размером. Обычно в речной гидравлике разли­чают наносы рельефообразующие — это главным образом донные ианосы, и транзитные, которые представлены в основном взвешен­ными наносами.

Совокупность процессов, обусловливающих взаимодействие между водным потоком и руслом, называют русловым процессом. Воздействию потока на русло противостоит обратное воздействие русла на поток. В каждый момент времени скоростное поле потока определяется формой русла. В условиях размываемого русла, там, где скорости больше размывающих, происходит углубление русла и скорости падают, а там, где скорости меньше размывающих, происходит отложение наносов, т. е. обмеление русла, и возраста­ние скорости. Таким образом, поток деформирует русло, которое изменяет скоростную структуру потока. Русловый процесс в есте­ственных условиях зависит от расхода воды и его изменения во времени, расхода наносов и их крупности, а также определяется рельефом местности, структурой коры выветривания, расположе­нием геологических пластов, характером и мощностью раститель­ности. Естественный русловый процесс может изменяться под воз­действием хозяйственной деятельности: строительства русловыпра-вительных сооружений, мостов, при возведении плотин и т. п. Гидротехническое строительство приводит к изменению, как пра­вило, стеснению живого сечения реки, изменению водности на от­дельных участках реки, перераспределению внутригодового сто­ка — снижению расходов в половодье и увеличению расходов в межень, изменению шероховатости берегов при их укреплении или строительстве продольных или поперечных русловьшравительных сооружений. Предусмотреть при этих изменениях возможное пове­дение потока возможно только в случае достаточной изученности русловых процессов. Строительство гидротехнических сооружений без учета направленности руслового процесса может привести к нежелательным последствиям.

К необратимым (или многолетним) деформациям русла отно­сятся его переформирования, когда река приспосабливается к ко­ренным изменениям в процессе своего векового развития и в ре­зультате хозяйственной деятельности человека; разработка про­дольного профиля реки вогнутой формы, что обеспечивает тран­зит наносов; эрозия коренных берегов; смещение русла в плане или параллельное или в виде меандрирования (см. ниже); обра­зование рукавов на пойме. С обратимым (или сезонным) деформациям относятся намывы и размывы перекатов, наблюдающиеся при чередовании меженей и половодий, при этом изменяются высотные отметки, иногда в до­статочно широких пределах — до 3...4 м и более; смещение вниз по течению плоских гряд, побочней и осередков.

Тип руслового процесса зависит от расхода воды. При этом ме­няются гидравлические характеристики потока: скорость течения, глубина, уклон свободной поверхности, что вызывает смену рус­ловых форм; структура потока: по ширине наблюдаются струи разного масштаба, меняется турбулентность потока — все это при­водит к формированию различных русловых форм не только по длине, но и по ширине реки; развивается меандрирование или промываются рукава — река меняет свои очертания в плане.