6.11. Русловые процессы

6.11.1. Физические причины и типизация русловых процессов

Русловые процессы — это изменения морфологического строения речного русла и поймы, обусловленные действием текущей воды. Русловые процессы проявляются во взаимодействии потока и русла реки. Конкретные проявления русловых процессов в виде изменения положения и размеров русла, поймы и отдельных русловых образований, т. е. в виде размыва или намыва дна и берегов, называют русловыми деформациями.

Русловые образования, подвергающиеся деформациям, — это скопления наносов, создающие характерные формы рельефа речного русла и поймы разного размера — микро-, мезо- и макроформы. К микроформам относятся перемещающиеся в русле донные гряды, размеры которых меньше глубины русла. Мезоформы — это также состоящие из наносов гряды, но более крупного размера, соизмеримые уже с поперечными размерами самого русла. К мезоформам относятся речные перекаты, осередки, небольшие острова. Макроформами называют крупные, морфологически однородные участки речного русла, представленные относительно прямолинейными участками, извилинами (излучинами, меандрами), системами русловых и пойменных разветвлений, участками так называемого разбросанного русла (см. рис. 6.4, г). Русловые процессы неразрывно связаны с переносом в речном потоке наносов, в основном — влекомых. Иногда даже говорят, что русловые процессы — это форма перемещения влекомых наносов.

Изучение русловых процессов имеет большое практическое значение, так как от характера и интенсивности русловых деформаций зависят работа водного транспорта, эксплуатация водозаборных сооружений, мостовых переходов, газо- и нефтепроводов через реки и т.д.

Физической причиной русловых деформаций является нарушение баланса наносов на тех или иных участках речного русла. Изменение расхода наносов вдоль потока на бесприточном участке должно неизбежно сопровождаться русловыми деформациями: при увеличении расхода наносов вдоль реки должен происходить размыв русла (эрозии), при уменьшении расхода наносов вдоль реки — намыв русла (аккумуляция наносов). Весьма характерны изменения соотношения между фактическим расходом наносов и транспортирующей способностью потока, о которой речь шла в разд. 6.9. При R > R_тр должны происходить отложение наносов и намыв дна, при R < R_тр — наоборот, размыв дна. По направленности русловые деформации подразделяются, таким образом, на два вида: размыв (эрозия) и намыв (аккумуляция наносов).

Русловые деформации подразделяют также на вертикальные, когда происходят изменения отметок дна русла, и горизонтальные, когда наблюдаются поперечные смещения русла. Обычно эти два вида русловых деформаций происходят одновременно, но в некоторых случаях преобладают первые, в некоторых — вторые.

Русловые деформации и русловые процессы подразделяют также на два типа: периодические (знакопеременные, обратимые) и направленные (необратимые). К периодическим русловым деформациям относят такие изменения русла, которые неоднократно повторяются и после которых русло возвращается приблизительно в первоначальное положение. Эти русловые деформации наблюдаются при движении донных гряд, развитии излучин и т. д. Направленные русловые деформации выражены в односторонних изменениях русла, например при однонаправленном размыве или намыве, сопутствующих сооружению водохранилища на реке.