Фуркация

Как уже отмечалось, разделение русла (фуркация) и образование островов обычно служит признаком повышенной аккумуляции на данном участке реки. Особенно много островов, делящих русло на множество рукавов, наблюдается:

• в дельтах рек,

• при выходе горных рек на равнину,

• в местах пересечения рекой развивающихся отрицательных геологических структур,

• в межгорных впадинах, расположенных между растущими хребтами.

Во всех этих случаях аккумуляция материала является следствием падения скорости течения в связи с уменьшением уклонов. Большинство таких островов по высоте не превышает пойму и затапливается в половодье.

Общая схема образования аккумулятивного острова: В стрежневой зоне реки удельный расход наносов обычно максимален, поэтому при общем замедлении скорости течения интенсивность аккумуляции здесь больше, чем у берегов. На стрежне реки вырастает осерёдок (не закрепленная растительностью отмель, немного поднимающаяся над уровнем межени), что приводит к разделению русла на протоки. В стрежневой зоне каждой из проток также может образоваться осерёдок, вызывающий более дробное деление потока. С течением времени осерёдок, покрывается растительностью, наращивается за счет аккумуляции наносов в половодье и постепенно становится островом который за счет размыва верхней по течению части и наращивания нижней перемещается вниз по реке.

СЛАЙД 5 (30)

Фотообраз реки с бифуркацией.

СЛАЙД 6 (31)

Меандрирование

Для равнинных и полугорных рек, находящихся в стадии врезания или стабильного состояния продольного профиля характерна извилистость. Менее характерны излучины для рек в стадии аккумуляции. Лучше всего излучины (меандры) развиты у равнинных рек, несущих много наносов.

Полная излучина состоит из двух изгибов – колен, в пределах каждого из которых различают вершину и крылья изгиба.

Элементы излучин:

• шаг излучины L – проекция излучины на продольную ось долины;

• радиус кривизны излучины r;

• стрела прогиба h – расстояние от вершины колена до продольной оси долины;

• шпора – пространство суши внутри изгиба;

• ширина пояса меандрирования В – удвоенная величина стрелы прогиба; поскольку существует предел роста излучин, зависящий от массы воды и скорости течения, каждая река характеризуется определенной шириной меандрового пояса;

• коэффициент извилистости – отношение длины излучины, измеренной по оси русла, к ее проекции на продольную ось долины. В среднем он равен 1,5, а на отдельных участках достигает 2 и более.

В плане излучины могут иметь различную форму. У равнинных рек чаще всего сегментные излучины, образованные дугами круга. Значительно распространены синусоидальные (преимущественно на полугорных реках) и омеговидные излучины (на малых равнинных реках). У омеговидных излучин шпора пережата у основания крыльев, где образуется шейка излучины. Реже встречаются сундучные и заваленные излучины. Нередки сложные излучины, имеющие вторичные изгибы.

СЛАЙД 7 (32)

Генетическая классификация меандров

По генезису меандры подразделяются на:

• первичные – обусловлены рельефом земной поверхности, на которой заложился водоток; характеризуются невыдержанностью размеров радиусов кривизны и неправильностью изгибов (Самарская лука на Волге, огибающая Жигулевские горы);

• вторичные – формируются в результате работы самого водотока; длятся на три типа:

  • вынужденные – образуются в результате отклонения русла каким-либо препятствием (выходом скальных пород на дне долины, конусами выноса боковых притоков и т.п.). Характеризуются невыдержанностью размеров и отсутствием закономерностей в конфигурации и расположении;

  • свободные, или блуждающие – создаются рекой среди аллювиальных осадков, слагающих пойму. Их форма, размеры и динамика определяются водоносностью и режимом реки (их радиус кривизны прямо пропорционален ширине русла; отношение шага меандра к ширине русла обычно варьирует от 6 до 12, при этом у небольших (маловодных) и медленно текущих рек кривизна излучин больше, а ширина пояса меандрирования меньше, чем у больших, многоводных и быстро текущих рек). Берега свободных излучин смещаются в продольном и в поперечном направлениях по отношению к оси долины реки [причины будут рассмотрены при описании формирования поймы];

  • врезанные – образуются из свободных в результате интенсивной глубинной эрозии. В каждую такую излучину входит выступ коренного склона долины реки или ее надпойменных террас, т.е. излучины долины повторяют излучины русла. Размеры врезанных меандр обычно больше, чем свободных. Они также смещаются вниз по течению и в поперечном к оси долины направлении, но скорости этих перемещений многократно ниже, чем у свободных меандр.

Определяя гидравлическую структуру изгиба потока, меандры играют большую роль в формировании пойм и слагающих их фациальных разностей аллювия.

СЛАЙД 8 (33)

Фотообразы свободных и вынужденных меандров

СЛАЙД 9 (34)

Пойма

Пойма – это приподнятая над меженным уровнем воды в реке часть дна долины, покрытая растительностью и затопляемая половодьем. Она образуется почти на всех реках с переменным уровнем воды, находящихся на стадии врезания, аккумуляции или стабильного состояния продольного профиля; она может отсутствовать только на участках порожисто-водопадного русла и в узких ущельях. Высота пойм зависит от высоты половодья.

В формировании поймы и слагающего ее аллювия главная роль принадлежит боковой эрозии, которая в значительной мере обусловлена первичным меандрированием. Рассмотрим этот процесс на примере развития одной такой излучины.

В потоке каждая капля по инерции стремится двигаться прямолинейно. Поэтому при повороте русла поток устремляется к вогнутому берегу и подмывает его, в результате чего этот берег становится обрывистым и начинает отступать, увеличивая кривизну изгиба русла и ширину долины реки. Так как именно к вогнутому берегу подходят поверхностные струи потока, на водной поверхности возникает поперечный уклон, который вызывает поперечную циркуляцию воды в потоке и перемещение донных струй от вогнутого берега к выпуклому. Это приводит к углублению русла у вогнутого берега, а материал, образовавшийся при подмыве берега и размыве русла, сортируется: глинистые частицы при размыве перейдут во взвешенное состояние и будут унесены вниз по течению, основная часть песчаного материала будет вынесена к выпуклому берегу и там отложится, а наиболее крупный материал (валуны, галька, щебень) останется в самой глубокой части реки и покроет ее.

Наиболее интенсивно река работает в половодье, когда увеличиваются масса воды и скорость ее течения (т.е. резко возрастает живая сила потока). С падением уровня воды накопившийся у выпуклого берега песчаный материал выйдет из-под нее и образует прирусловую отмель.

Этот процесс, повторяясь из года в год, приводит к смещению русла в сторону вогнутого берега и к расширению прирусловой отмели, песчаные осадки которой, двигаясь за отступающим руслом, постепенно перекрывают крупнообломочный материал, скопившийся в самой глубокой части русла. Прерывистость процесса наращивания прирусловой отмели (причленение новых «порций» аллювия происходит в период половодья) отражается в рельефе – в образовании системы параллельных дугообразных гряд (или грив) высотой до нескольких метров, разделенных ложбинами.

Прирусловая отмель заливается только в половодье. Высота полых вод над отмелью и скорость их течения значительно меньше, чем в русле, и они не мешают появлению на отмели растительности, которая оказывает сопротивление движению полых вод и снижает скорость их течения. В результате в пределах затопленной отмели создаются благоприятные для оседания взвешенных частиц условия. Со временем песчаные отложения расширяющейся отмели перекрываются более тонким материалом – прирусловая отмель постепенно превращается в пойму.

СЛАЙД 10 (35)