Контрольные вопросы
Понятие экосистемы.
Классификация экосистем.
Экосистемы реки.
Краткая характеристика биотических сообществ рек.
Видовое разнообразие планктонных животных.
Бентос рек.
Распределение бентоса в реках.
Перифитон и нектон.
Схема сукцессии зоопланктона.
Абиотические факторы роста и развития биоты рек.
Понятие поверхностного стока и фазы его формирования.
Схема формирования стока водосборов.
Грунтовое питание рек.
Режим подземного тока.
Виды питания рек.
Скорости течений рек.
Температура воды в реках.
Взвешенные вещества в воде.
Газовый режим рек.
Понятие концентрации. Абсолютная и относительная концентрации.
Группы ионных реакций.
Краткая характеристика химических реакций в природных водах.
Растворение газов в природных водах.
Понятие биологического продуцирования.
Первичная продукция.
Вторичная продукция.
М одуль 2.2. Русловой процесс
Вы будете изучать
Историю развития понятия «Русловой процесс».
Взаимодействие водного потока и русла.
Типы руслового процесса.
Типы речных пойм и их связь с типом руслового процесса.
Цели модуля
- Рассмотреть современные гипотезы и основные понятия руслового процесса.
- Изучить типы руслового процесса.
- Обсудить процессы формирования и изменения типов русловых процессов.
- Изучить типы речных пойм и их влияние на тип руслового процесса.
После изучения модуля вы сможете
Иметь представление об истории развития понятия «Русловой процесс».
Понимать физическую сущность взаимодействия потока и русла.
Знать типы русловых процессов.
Иметь представление о речных поймах, их типах и их связи с типами руслового процесса.
Основная литература
- Смольянинов В. М. Общее землеведение: литосфера, биосфера, географическая оболочка. Учебно-методическое пособие / В.М. Смольянинов, А. Я. Немыкин. – Воронеж: Истоки, 2010 – 193 c.
- Барышников Н.Б. Русловые процессы / Учебник – Санкт-Петербург: РГГМУ, 2088. – 439 с.
Дополнительная литература
- СТО ГУ ГГИ 08.29-2009 «Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки». 2010. - 181 с.
- Угренинов Г.Н., Кондратьев А.Н. Генезис русла реки Невы // Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. №19. Научно теоретический журнал. СПб., РГГМУ, 2011, с. 46-52.
- Сайт (http://www.rusloved.ru): Русловые процессы.
Ключевые слова
русловой процесс, ленточногрядовый, побочневый, ограниченное меандрирование, свободное меандрирование, незавершенное меандрирование, пойменная многорукавность, русловая многорукавность, шаг ленточных гряд, шаг побочней, шаг излучины, антидолины, беспойменность, узкопойменность, широкопойменность.
История развития понятия «русловые процессы»
Первое определение русловых процессов принадлежит М.А. Великанову (1946), хотя сам термин применялся в научной литературе ещё в 30-е годы (М.И. Львович, 1938; Н.И. Маккавеев, В.С. Советов, 2003). Согласно ему основной особенностью русловых процессов является непрерывное воздействие потока на русло и формы русла на поток.
Подобная формулировка была дана им в 1949 году: «…процесс взаимного управления русла потоком, а потока руслом называется русловым процессом» (Великанов М.А., 1949, с. 497). В книге «Динамика русловых потоков» М.А. Великанов рассматривал данное им определение как основное содержание русловых процессов, но сам термин сформулировал более узко: «Русловые формы непрерывно изменяются, в одних условиях быстро, в других – медленно (потоки с неустойчивым и с устойчивым руслом), под влиянием главным образом климатических факторов (годовой цикл осадков и температуры), а отчасти и тектонических факторов (эпейрогенетические поднятия и опускания земной поверхности). Весь комплекс явлений как первоначального формирования русловых форм, так и дальнейших их изменений носит название руслового процесса» (Великанов М.А., 1955, с. 237).
Е.В. Болдаков и О.В. Андреев (1956, с. 135) уточнили это определение: «Речной поток, протекающий в размываемых грунтах, является русловым двухфазным потоком, в котором жидкая подвижная фаза (вода) непрерывно взаимодействует с твёрдой подвижной фазой (грунтом). Процесс этого взаимодействия, кратко называемый русловым процессом, является процессом непрерывного изменения русловых форм и структуры водного потока вследствие взаимного влияния одной фазы на другую».
Н.И. Маккавеев определял русловые процессы как «отображение поверхностью твёрдой среды (т.е. грунтами, слагающими ложе) особенностей движения воды и перемещаемых ею наносов» (Маккавеев Н.И., 1955, с. 137), одну из форм перемещения твёрдого вещества текущей водой.
Н.А. Михайлова Н.А. и Н.С. Шарашкина (1970) выражают это кратко: «Под русловым понимается процесс взаимодействия между водным потоком и его руслом».
По Н.Е. Кондратьеву и др. (1982), русловым процессом называют изменения в морфологическом строении речного русла и поймы, постоянно происходящие под действием текущей воды.
К.Ф. Артамонов расширяет это понятие: «Русловой процесс – понятие интегральное, обобщающее создание, развитие, стабилизацию и дальнейшее переформирование открытых русел, пойм под действием жидкого и твёрдого стоков в различных специфических геоморфологических и геологических условиях при наличии и отсутствии ограничивающих, направляющих, стабилизирующих и изменяющихся природных и технических факторов» (Артамонов К.Ф. и др., 1984, с. 139).
Н.А. Ржаницын (1984) выделял русловой режим рек и протекающий на его фоне русловой процесс, который понимается как процесс образования и развития локальных русловых форм и их сложных комплексов: «Каждая река в ходе исторического развития приобрела свои особые и свойственные ей формы и черты современного развития природного процесса – русловой режим. Современные образования и их развитие совершаются на фоне руслового режима реки – русловой процесс структурных русловых форм».
В.С. Боровков (1989, с. 72) также широко подходит к определению русловых процессов: «Русловой процесс есть процесс изменения динамической системы, включающей поток, русло и пойму, под воздействием комплекса взаимосвязанных факторов, действующих на водосборной площади, непосредственно в русле водотока и на пойме. Содержание руслового процесса связано с транспортом наносов речным потоком». В этом определении важно включение в круг рассмотрения всей водосборной площади реки.
Существуют и различные другие определения русловых процессов. Сходство всех подходов заключается в том, что под русловыми процессами понимают движущую силу речного потока, транспорт наносов и взаимодействие между ними, выражающееся морфологически в различных проявлениях русловых форм и их динамике.
В настоящее время наиболее распространены два определения понятия «русловые процессы» Более узкое: «русловым процессом называют изменения в морфологическом строении речного русла и поймы, постоянно происходящие под действием текущей воды» (Кондратьев Н.Е. и др., 1982; Барышников Н.Б., Попов И.В., 1988, с. 262). Первоначально это определение не захватывало даже пойму: «Под русловым процессом понимается постоянное изменение морфологического строения реки, происходящее под действием текущей воды» (Кондратьев Н.Е. и др., 1975, с. 162).
Но тогда оно было шагом вперёд по сравнению с относительно узким определением М.А. Великанова (1955), потому что кроме уровня «русло-поток» рассматривало и уровень «река»: «Становится очевидной недостаточность распространённого определения термина русловой процесс – взаимодействие потока и грунтов его ложа, так как такое определение отражает только одну сторону процесса – механизм взаимодействия потока и грунтов его ложа – и в нём игнорируется морфологический аспект проблемы. Поэтому более правомерным является формулировка: русловой процесс – это изменение морфологического строения речного русла, постоянно проходящее под действием текущей воды. Такая формулировка термина предусматривает и морфологический и гидравлический аспекты проблемы, учитывает наличие внутренних и внешних факторов процесса, непосредственных и опосредованных связей» (Попов И.В., 1965 с. 51). Это определение используется последователями школы Государственного гидрологического института (ГГИ), в которой термин «русловой процесс» используется в единственном числе (Кондратьев Н.Е. и др., 1982).
Более широкое определение русловых процессов дано Н.И. Маккавеевым и Р.С. Чаловым (1986): «Русловые процессы – совокупность явлений, возникающих при взаимодействии потока и грунтов, слагающих ложе реки, определяющих развитие различных форм рельефа русел и режим их сезонных, многолетних и вековых изменений, влияющих на размыв дна и берегов рек, транспорт и аккумуляцию наносов».
В последних работах Московского государственного университета (МГУ) это определение немного уточнялось в деталях, но по сути осталось прежним: «Русловые процессы представляют собой совокупность явлений, связанных с взаимодействием потока и грунтов, слагающих ложе реки, эрозией, транспортом и аккумуляцией наносов, определяющих размывы (намывы) дна и берегов рек, развитие различных форм русел и форм руслового рельефа, режим их сезонных, многолетних и вековых изменений. Такая формулировка включает в себя сущность русловых процессов (взаимодействие потока и русла, движение наносов), их проявления (формы русла и руслового рельефа, русловые деформации) и временную изменчивость (русловой режим)» (Чалов Р.С., 1997, с. 9).
И почти также: «Русловые процессы – совокупность явлений, возникающих при взаимодействии потока и грунтов, слагающих русло реки, эрозии его ложа, транспорт и аккумуляции наносов, обусловливающих развитие различных форм русел и форм руслового рельефа, режим их сезонных, многолетних и вековых изменений. Основными взаимосвязанными составляющими русловых процессов являются транспорт наносов, деформации русел и их морфология (форма русла и русловой рельеф). Транспорт наносов определяет сущность русловых процессов; поэтому форма перемещения наносов лежит в основе типизации русловых процессов» (Алексеевский Н.И., Чалов Р.С., 1997, с. 131).