- •Белорусский государственный университет
- •А.А. Макаревич речной сток и русловые процессы
- •Содержание
- •1. Введение
- •1.1. Основные понятия
- •1.2. Развитие исследований русловых процессов
- •1.3. Значение учения о русловых процессах для народного хозяйства
- •1.4. Русловые процессы и физико-географическая среда
- •2. Речной сток
- •2.1. Формирование речного стока
- •2.2. Количественные характеристики речного стока
- •2.3. Влияние физико-географических условий на речной сток
- •3. Типы водных потоков и речная сеть
- •3.1. Типы водных потоков
- •3.2. Речная сеть
- •4. Морфология и морфометрия долины и русла реки
- •4.1. Речная долина и ее элементы
- •4.2. Морфологические элементы и морфометрические характеристики русла
- •4.3. Продольный профиль реки
- •4.4. Продольный профиль долины р. Западная Березина
- •1 ― Абсолютная отметка уровня воды, м; 2 ― расстояние от устья, км;
- •3 ― Уклон водной поверхности, ‰
- •5. Динамическая структура водного потока
- •5.1. Продольное течение в русле реки и силы, действующие в потоке
- •5.2. Поперечные (циркуляционные) течения. Теория н.С. Лелявского
- •5.3. Турбулентное перемешивание
- •6. Эрозия, аккумуляция и транспорт наносов
- •6.1. Механизм эрозии, аккумуляции и транспорта наносов как единая система
- •6.2. Общая характеристика и классификация речных наносов
- •Гидравлическая крупность частиц при температуре воды 15° с (по а.В. Караушеву)
- •6.3. Движение и сток взвешенных наносов
- •6.4. Движение донных наносов. Закон Эри
- •6.5. Транспортирующая способность потока. Сели
- •7. Общая характеристика русловых процессов
- •7.1. Основные направления в развитии теории руслового процесса
- •7.2. Взаимодействие потока и русла как основа руслового процесса
- •7.3. Формы рельефа речного русла и их изменения
- •8. Типы руслового процесса
- •8.1. Типизация руслового процесса. Общая схема
- •8.2. Ленточногрядовый тип руслового процесса
- •8.3. Побочневый тип руслового процесса
- •8.4. Ограниченное меандрирование
- •8.5. Свободное меандрирование
- •8.6. Незавершенное меандрирование. Пойменная многорукавность
- •8.7. Осередковый тип или русловая многорукавность
- •9. Условия формирования речного русла
- •9.1. Гидроморфологические зависимости
- •9.2. Руслоформирующий расход воды
- •9.3. Динамическое равновесие потока и устойчивость русла
- •10. Развитие продольного профиля реки
- •10.1. Основные понятия
- •10.2. Факторы формирования продольного профиля
- •10.3. Изменения продольного уклона при различных уровнях воды
- •11. Русловые процессы в устьях рек
- •11.1. Устьевая область реки и устьевые процессы
- •1 ― Устьевое взморье; 2 ― устьевой участок, дельта реки; 3 ― приустьевой участок реки
- •11.2. Классификация устьев рек
- •11.3. Гидрологический режим устьевой области реки
- •11.4. Устья притоков
- •12. Антропогенное воздействие на русловые процессы
- •12.1. Развитие русловых процессов в условиях зарегулированного режима
- •I ― зона выклинивания подпора; II ― зона, непосредственно занятая водохранилищем;
- •III ― нижний бьеф; IV ― гидрограф стока
- •12.2. Заиление и занесение водохранилищ
- •12.3. Изменение русловых процессов при преобразовании русел рек
8.3. Побочневый тип руслового процесса
Побочневый тип руслового процесса возникает как развитие ленточногрядового, когда замедляется транспорт наносов (вследствие уменьшения уклонов, скоростей и т.д.) и поток оказывается неспособным перемещать донные наносы в форме ленточных гряд.
Побочень ― часть перекошенной в плане ленточной гряды, обсыхающей в межень. На рис. 8..3. представлен участок реки с побочневым типом руслового процесса и его показатели:
|
|
|
Рис. 8.3. Побочневый тип руслового процесса
― шаг побочня (м), т.е. расстояние по прямой между двумя точками перегиба осевой линии русла;
b ― ширина русла в межень, м;
В ― ширина русла в половодье (между бровками противоположных берегов), м.
Этот тип руслового процесса характерен для участков рек, стесненных склонами долин, и чаще проявляется в сочетании с другими типами руслового процесса.
Гряды формируются в половодье. При спаде уровня прибрежная их часть обсыхает, образуя побочни, а направление течения становится извилистым. Побочни относительно друг друга располагаются в шахматном порядке. Побочень сохраняет основные особенности строения гряды: центральная и низовая его часть возвышенны; внешний, обращенный к реке склон ― более крутой, чем внутренний, обращенный к берегу.
Все русловые деформации проявляются в виде сползания гряд (при отсутствии существенных плановых смещений берегов русла), а также в сезонных изменениях отметок русла (в период половодья размываются плёсы и наращиваются перекаты, в межень происходит обратный процесс).
В Беларуси побочневый тип руслового процесса, вместе с ленточно-грядовым, отмечается на участках рек общей длиной, составляющей 10 % от суммарной длины рек Беларуси. Он характерен в северной, наиболее возвышенной, части республики ― на отдельных участках рек: Западная Двина и ее притоках (Межа, Каспля, Лучоса, Оболь), Нёман, Вилия (с притоком Ошмянка), Днепр, а также на участках рек, протекающих у Мозырской гряды.
8.4. Ограниченное меандрирование
Ограниченное меандрирование наступает при дальнейшем развитии побочневого процесса вследствие уменьшения транспортирующей способности потока. Оно развивается на реках с узкой поймой (односторонней или чередующейся) и характеризуется систематическим сползанием вниз по течению слабовыраженных извилин при сохранении ими плановых очертаний. На рис. 8.4 показан участок реки с элементами ограниченного меандрирования:
|
|
|
Рис. 8.4. Ограниченное меандрирование
и ― шаг излучины (м), т.е. расстояние по прямой между двумя точками перегиба осевой линии русла;
― угол разворота излучины, образованный касательными, проведенными через точки перегиба;
b ― ширина русла в межень, м;
Вм ― ширина пояса меандрирования (м), т.е. расстояние между линиями, огибающих вершины излучин;
mm ― участок подмываемого берега.
Скорость сползания излучины (м/год) ― отношение длины пути, пройденного точкой перегиба русла, к периоду времени, за которое этот путь пройден; определяется сопоставлением разновременных топо- и аэросъемок участка реки.
В отличие от ленточногрядового и побочневого типов руслового процесса, деформации захватывают не только русло реки, но, в результате плановых смещений русла, распространяются и на пойму. Ограниченное меандрирование свойственно рекам, русла которых стеснены склонами долин, уступами террас и устойчивыми береговыми валами. В межень наблюдается размыв перекатов с намывом их в половодье, на плёсах же происходит обратный процесс. Скорость сползания излучин на больших реках достигает 3−5 м/год.
В Беларуси ограниченное меандрирование отмечается на участках рек общей длиной, составляющей 5 % от суммарной длины рек Беларуси. Он встречается преимущественно в северной и центральной (возвышенных частях) Беларуси ― на участках рек: Западная Двина (с притоками Лучоса, Усвейка, Эсса, Улла и др.), Нёман (с притоками Вилия, Западная Березина и др.), Днепр, Сож (с притоком Проня), а также на верховых участках притоков Припяти и Березины.
