12.2. Деление рек по видам питания и типам руслового процесса

Питание реки происходит неравномерно. В отдельные относительно короткие отрезки времени, называемые периодами максимального стока, в реку стекают огромные массы воды, образующиеся от сильных дождей, интенсивного таяния снега или ледников и составляющие значительную часть общего годового объема стока. Быстрое стекание в реку больших масс воды вызывает в ней резкое увеличение расхода и связанное с ним наполнение русла, т. е. подъем уровня воды, носящий название половодья. Термин «половодье» в проектной практике мостовых переходов часто заменяют словом «паводок». На различных реках половодья бывают в разное время года соответственно происхождению максимального стока.

Реки разделяют по типам питания на четыре группы:

I – реки с дождевыми половодьями, питающиеся в течение года преимущественно дождевыми водами;

II – реки с половодьями от талых вод, питающиеся в течение года преимущественно водами от таяния снега;

III – реки с половодьями от таяния ледников;

IV – реки с комбинированным (смешанным) питанием, половодья которых обусловлены дождевыми водами и стоком от таяния снега или ледников.

График изменения уровня воды во времени называется водомерным графиком для данного пункта и представляет собой наглядное изображение хода питания реки (рис. 12.6).

Рис. 12.6. Водомерные графики рек разных типов питания: а – дождевого питания; б – снегового питания; в – ледникового питания; г – смешанного питания

При анализе водомерных графиков различных рек необходимо учитывать, что изменения уровня воды в отдельные моменты времени могут быть вызваны не только изменением притока воды в реку, но и заторами льда, зажорами шуги, а иногда и другими причинами (нагонными ветрами, подпором от другой реки, сливающейся с изучаемой рекой, и т. д.). Учет таких обстоятельств весьма важен для правильного перехода от одномерного графика к гидрографу, т.е. к графику изменения расходов во времени.

В зависимости от хода питания гидрографы и водомерные графики могут быть одномодальные (при одном половодье) или многомодальные (при нескольких половодьях в течение года). В отдельные годы дождевые паводки, обычно значительной высоты, оказываются ниже, чем половодья от стока талых вод.

Современный процесс формирования речного русла, т.е. выработка его форм и размеров, называется русловым процессом. Главной составной частью этого процесса является непрерывное взаимодействие водного потока с подвижным дном русла. Это взаимодействие приводит к образованию характерных форм рельефа дна, отвечающих структуре турбулентного потока, и одновременно к формированию паводочного скоростного поля потока, соответствующего вырабатываемым формам дна, т.е. объединению наносов в крупные скопления.

Установить число возможных типов речных русел можно теоретически. Характеристики условий руслоформирования могут быть сведены в малое число физически различных групп, каждой из которых соответствует одна определенная русловая форма.

Шесть характеристик любого участка реки связаны между собой всего тремя уравнениями: средней скорости течения (Шези); постоянства расхода воды; расхода руслоформирующих наносов: расход воды Q и руслоформирующих наносов G, фактическая скорость протекания водного потока в речном русле V и три геометрические характеристики русла: В – средняя ширина; Н – средняя глубина; I – уклон. Таким образом, возможно выделение числа возможных типов русел (табл. 12.1).

Таблица 12.1. Возможные типы русел

Внешние условия формирования русла	Местные характеристики русла	Тип русла	Зона преимущественного распространения в долине главной реки
Q, V, I	H, B, G	Каньоны	Зона эрозии
Q, V, G	H, B, I<Iдол	Меандрирующие (извилистые)	Зона транзита
Q, V, I	H, B, I=Iдол	Немеандрирующие (неизвилистые)	Зона транзита
Q, G, I	H, B, V	Блуждающие	Зона аккумуляции
Q, B, I	H, G, V	Теснина I рода	Любая
Q, B, G	H, I, V	Теснина II рода	Любая

Примечание. Берега теснин неразмываемы

Характерные формы русел показаны на рис. 12.7.

Рис. 12.7. Планы участков рек разных типов: а – меандрирующая (извилистая), б – немеандрирующая, в – блуждающая