4.3. Продольный профиль реки

С течением времени река вырабатывает свой собственный продольный профиль, ко­торый соответствует уклону речной долины, составу горных пород, по которой она проте­кает, и водности реки.

Продольный профиль реки ― это график изменения отметок дна и водной поверхно­сти по длине реки от истока (устья). При построении графика на горизонтальной оси откла­дывают расстояние по длине реки, на вертикальной — абсо­лютные или условные отметки дна (обычно по линии наибольших глубин) и уровня воды.

Продольный профиль реки характеризует изменение уклонов ее дна (или водной поверхности) вдоль по течению реки. Разность отметок дна (водной поверхности) на ка­ком-либо ее участке называется падением (∆ H), а разность отметок истока и устья реки составляет полное падение реки.

Для характеристики крутизны продольного профиля реки используют понятие ― продольный уклон i — отношение падения к длине реки (участка): i=H/l. Уклон выра­жается в относительных величинах (в долях единицы) или в промилле (‰).

Продольный профиль реки очень близок по очертанию к продольному профилю самой речной долины. В своем развитии он проходит ряд стадий: 1) стадию юности и ранней моло­дости, 2) стадию зрелости и 3) стадию поздней зрелости.

В стадии юности и ранней молодости продольный профиль недостаточно выработан, имеет резкие перепады, изломы в местах выхода твердых пород. На таких участках возникают пороги, порожистые участки, водопады. Интенсивно происходят процессы размыва. Постепенно профиль принимает такую форму, при которой сопротивление воды становится наименьшим. При этом огромную роль играет базис эрозии (уровень главной реки, озера или моря). С пони­жением базиса эрозии усиливается размыв дна русла, а с его повышением ― замедляется.

С течением геологического времени базис эрозии стремится к устойчивому положению, процессы выравнивания продольного профиля начинают постепенно замедляться. Течение становится более спокойным. Про­цесс формирования продольного профиля вступает в стадию зре­лости.

В стадии поздней зрелости процесс выравнивания продольного профиля достигает так называемого состояния равновесия между эрозией (размывом), переносом и аккумуляцией (от­ложением). Продольный профиль реки становится более устойчивым и принимает плавновогну­тую устойчивую форму, которая называ­ется профилем равновесия.

Указанная схема развития про­дольного профиля, опирающаяся на работы геоморфолога Девиса, является весьма общей, отражающей медленные многовековые де­формации при фикси­рованном положении базиса эрозии. Но для всех стадий развития продольного профиля реки свойственно ха­рактерное расположение участков размыва, переноса и отложения материала, а именно: в верховье обычно преобладает размыв и врезание русла, в среднем течении ― транзит наносов, а в нижнем ― их аккумуляция.

В зависимости от харак­тера распределения уклонов вдоль по реке можно выделить че­тыре основных типа продольных профилей (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Типы продольных профилей рек

1. Плавновогнутый, или профиль равновесия — наиболее распространенный; он харак­теризуется вогнутой кривой гиперболического вида, более крутой в истоках реки и пологой ближе к устью.

2. Прямолинейный, характеризующийся относи­тельно равномерными уклонами на всем протяжении реки; на­блюдается главным образом у малых рек.

3. Сбросовый, или выпуклый, имеющий малые ук­лоны в верховьях и большие в ниж­нем течении реки; встречается редко и характерен для рек Карельской АССР и Кольского по­лу­острова.

4. Ступенчатый, образующийся при наличии ряда хорошо выра­женных промежуточных ба­зисов эрозии, в виде встречаемых иногда рекой трудно поддающихся размыву горных пород или в форме котловин проточных озер или водохранилищ.

Если рассматривать продольный профиль реки более детально, то на самом деле он представляет собой сложную кривую. При этом продольный профиль дна реки изменяется относительно мало, однако продольный профиль водной поверхности изменяется вместе с изменением водности реки во время половодий и паводков.