4.4 Річкові долини та їх типи за походженням і характером поперечного профілю. Елементи річкових долин

Русло - частина дна долини, по якій здійснюється стік води.

Частина русла, по якій здійснюється стік води в маловодний

(меженний) період, називається корінним, або меженним руслом.

Частина долини річки, яка заливається річковою водою періодично лише в періоди інтенсивного надходження води, називається заплавним руслом (заплавою річки). Схематичний переріз річкової долини та її елементи наведені на рис.4.4.

Рисунок 4.4 - Схематичний поперечний профіль річкової долини та її основні елементи

За характером поперечного профілю виділяють долини: а) коритоподібні; б) V – образна; в) трапецієвидна; г – U – образна (рис.4.5)

Рисунок 4.5 – Типи поперечних профілів річкових долин:

а) коритоподібні (трог); б) V – образна щільова; в) трапецієвидна (терасована); г – U – образна (каньон)

4.5 Річкове русло та його звивистість у плані. Морфометричні елементи русла. Характерні руслові утворення. Поздовжній профіль річки

Річкове русло та його звивистість у плані. В плані русло має, як правило, звивисту форму. Це пояснюється розмивною діяльністю потоку, що формує своє русло в межах широкого дна долини, або внаслідок пристосування потоку до звивистості долини. Розподіл глибин в руслі пов’язаний з обрисом русла в плані.

Розташування ізобат (ліній однакових глибин) на рівнинних річках вказує на чергування плесів (глибоких ділянок) і перекатів (мілких ділянок) (рис.4.6).

Рисунок 4.6 - Русло в плані

Перекат - характерна для рівнинних річок форма рельєфу дна,

яка формується відкладанням наносів у вигляді широкого пасма, що перетинає русло під кутом до загального напрямку течії і викликає

відхилення його від одного берега до іншого. Лінію, що з’єднує точки з найбільшими глибинами вздовж річки у плані, називають фарватером

Характер розподілу глибин в руслі добре описується закономірностями Фарга:

1 Лінія найбільших глибин за течією прагне притиснутися до вигнутого берега; пісок відкладається на протилежному березі у вигляді пляжів.

2 Найглибша частина плесу і наймілкіша частина перекату зсунуті по відношенню до точок найбільшої кривизни вниз за течією приблизно на чверть довжини плесо плюс перекат.

3 Плавній зміні кривизни відповідає плавна зміна глибин; всяка різка зміна кривизни супроводжується різкою зміною глибин.

4 Чим кривизна більша, тим більша глибина плесу.

5 Із збільшенням довжини кривої при даній її кривизні глибина спочатку зростає, а потім зменшується. Для кожної ділянки існує деяке середнє найбільш сприятливе глибинам значення довжини кривої.

Морфометричні елементи русла. Площа поперечного перерізу (ω, км²) – це певна площа, обмежена поверхнею води й дном річки (рис. 4.9). У межах поперечного профілю розрізняють площі водного й живого перерізу та мертвої зони.

Площа водного перерізу – дорівнює площі поперечного перерізу при незамерзлій річці, а за наявністю льодового покриву – дорівнює площі поперечного перерізу і площі зануреного у воду льоду.

Рисунок 4.7 - Водний переріз потоку

Площа живого перерізу - це частина водного перерізу, де спостерігається течія води.

Площа мертвої зони - це частина водного перерізу, де не спостерігається течія води або відбувається зворотно відносно потоку течії.

Живий переріз характеризується:

1 Площею (w, м ) живого перерізу

w = f₁(h), яка визначається за виміряними глибинами.

2 Шириною русла (В, м) - відстань між урізами берегів:

В = l₁-l₂, (4.7)

3 Змоченим периметром (Р, м) - довжина підводного контуру поперечного перерізу водотоку.

4 Середньою глибиною річки (h_сер) - це відношення площі водного перерізу () до ширини річки (В):

h_сер = w/ В (4.8)

5 Гідравлічним радіусом (R) - відношення площі водного перерізу (w) до змоченого периметра Р:

R = w/P (4.9)

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.

Характерні руслові утворення. На річках, русла яких складені рухомими скупченнями наносів, формуються характерні форми рельєфу дна і планових обрисів (рис.4.8).

Рисунок 4.8 - Форми руслових утворень

До характерних форм рельєфу планових обрисів відносяться:

- затока - глибоко вдаються в берег частина річки;

- затон - частина річки, що відокремилася в процесі планових деформацій русла від проточної її частини і що має сліпий кінець, звернений вгору за течією;

протоки - відгалуження річки, нерідко відходить далеко від основного русла і відрізняється від нього меншими розмірами. Деякі протоки можуть мати великі ширини і глибини в порівнянні з руслом, але швидкості течії при низьких рівнях в них завжди значно менше;

- староріччя - ділянка старого русла річки;

- острів - ділянка суші, обмежений рукавами або протоками ріки (рис. у презентації);

- осередок - скупчення наносів в руслі річки (зазвичай в середній частині) при малій транспортує здатності потоку і великому вступі наносів (рис. у презентації);

останець обтікання - ділянка заплави (дна долини) між діючим руслом і покинутим річкою старим руслом (староречьем);

- рукав - частина русла річки, відокремлена островом;

- коса - довга, низька, вузька клиноподібна намивна смуга, що складається з річкових відкладень (рис. у презентації);

- приплесок - вузька смуга (піщана, гальковий) по береговому схилу, що заливалася навіть при невеликих підйомах рівня води;

- плес - глибоководний ділянка русла річки, розташований між перекатами.

- пляж - широка рівна берегова смуга, яка примикає до русла, складена річковими наносами (найчастіше піщаними).

Поздовжній профіль річки. Поздовжній профіль річки - це графік зміни відміток дна і водної поверхні вздовж берега (рис. 4.9).

Поздовжні профілі бувають пологоввігнутими, або профілями рівноваги, найбільш поширені для великих рівнинних річок; (1) - зменшення похилу від витоку до гирла; прямолінійними (2) - похил має майже постійне значення від витоку до гирла; опуклими (3) - зниження похилів у верхів’ях потоку і збільшення - в пониззі; східчастий (4) - із різкими змінами похилів по довжині річки (рис. 4.9).

Рисунок 4.9 - Поздовжній профіль річки

Поздовжній профіль будь-якого водного потоку є результатом взаємодії вод річки, порід і ґрунтів, які складають русло. Водний потік на одних ділянках розмиває русло, на інших відкладає наноси. По всій річці він проносить якусь кількість їх у завислому стані або пересуває по дну. Велике значення у формуванні профілю має висотне положення базису ерозії.

При підвищенні базису ерозії розмив зменшується, при зниженні - посилюється, при сталому положенні базису ерозії встановлюється рівновага між розмивом русла, відкладенням наносів та перенесенням їх. В результаті утворюється відносно сталий поздовжній профіль, який має правильну ввігнуту форму, - профіль рівноваги.

Поздовжній профіль водної поверхні потоку не залишається постійним протягом року. Так, при збільшенні стоку води похили на плесах збільшуються, а на перекатах - знижуються, при зменшенні стоку - навпаки.

Різниця відміток дна або водної поверхні річки на якій-небудь її ділянці - падіння (Δh). Різниця відміток витоку і гирла річки складають повне падіння річки.

Величина падіння обчислюється в сантиметрах на 1 км (см/км). Для характеристики крутості поздовжнього профілю річок користуються поняттям уклон. Уклон - величина безрозмірна і записується в долях одиниці, ‰, %. Похил річки - відношення величини падіння (Δh _і) до довжини річки (L_і) на даній ділянці:

І =Δh _і /L_і (4.10)