Рух води в річках

Вода в річках рухається (тече) під дією сили ваги. У природі існує два види руху води:

Ламінарний рух – паралельноструменний рух. Швидкість біля дна = нулю, а максимальна швидкість – на поверхні води. Ламінарний рух властивий переважно підземним водам.

Турбулентний рух – рух, у якому частки рідини, здійснюючи переміщення в напрямку течії всього потоку, одночасно здійснюють відхилення від нього за складними скривленими траєкторіями. У природних потоках спостерігається майже завжди турбулентний рух. При цьому русі швидкість збільшується вгору від дна спочатку дуже швидко, а далі наростає повільніше. Найбільша швидкість спостерігається на поверхні потоку над найбільш глибокою частиною русла, а найменша – біля берегів і дна. Лінії однакових швидкостей течії – ізотахи. Поздовжня лінія (уздовж русла) найбільших швидкостей течії на поверхні потоку називається динамічною віссю потоку або стрижнем. Крива розподілу швидкості течії по вертикалі називається годографом або епюрою швидкостей. На розподіл швидкості по вертикалі великий вплив чинять нерівності в рельєфі дна льодовий покрив, вітер і водна рослинність.

За відсутністю безпосередніх вимірів для обчислення середньої швидкості потоку використовують формулу Шезі: V_сер = С √ RI або V_сер = С · √HI,

де R – гідравлічний радіус; Н – середня глибина потоку; І – похил водної поверхні на ділянці; С – коефіцієнт, який залежить від шорсткості русла й величини гідравлічного радіуса. Для його визначення можна користуватися формулою Павловського: С = R^у/n,

де n – коефіцієнт шорсткості; у – показник, який залежить від R і n. Показники визначаються за табл. Вимірюють швидкість течії річок за допомогою поплавків, гідрометричних млинків або інших приладів.

Річкові наноси

Річкові наноси – це тверді частинки, утворені внаслідок розмивання русел і ерозії водозборів, що їх переносять водотоки та течії у водойми.

Найбільшу концентрацію наносів (мутність води мають річки з паводковим режимом і ті, що протікають в умовах посушливого клімату й у ґрунтах, які легко розмиваються.

Хар-ки наносів : геометрична крупність(висловлюється через діаметр часток наносів (мм)), гідравлічна крупність (швидкість осідання часток наносів у нерухомій воді, мм/с, мм/хв), щільність часток (кг/м³), щільність відкладів (щільність ґрунту, кг/м³), концентрація (уміст) наносів у потоці(можна подати як у відносних величинах (відношення маси або об’єму наносів до маси чи об’єму води), так і в абсолютних величинах ; в останньому випадку використовують поняття мутність води (г/м³ , кг/м³ ), яку можна визначити за формулою: S = m/V, де m – маса наносів у пробі води; V – об’єм проби води.

За характером переміщення в річках наноси поділяють на два типи – завислі і тягнені. Проміжним типом є сальтуючі наноси.

Донні (тягнені) наноси – наноси, що переміщуються річковим потоком у придонному шарі, і які рухаються ковзанням, перекачуванням або сальтацією. Вони формують річкове русло, заплаву чи ложе водойми, взаємодіючи з водною масою. озподіляються у річковому потоці нерівномірно, у придонних шарах мутність максимальна і зменшується в напрямку до поверхні.

Між масою частинок, яка переміщується по дну і швидкістю, при якій ці частинки рухаються, існує залежність, яка названа законом Ері: М = АV⁶, де М – маса частинок, або їх вага; V – швидкість, із якою рухаються частинки; А – постійний коефіцієнт.

Завислі наноси – це наноси, які у завислому стані переносить водний потік. Найважливішою хар-кою під час руху завислих наносів у річках – мутність води. Завислі наноси у річковому потоці розподіляються нерівномірно: у придонних шарах мутність максимальна і зменшується в напрямку до поверхні.

Проміжним типом є сальтуючі наноси – наноси, переміщувані водним потоком у придонному шарі, які рухаються, ковзаючись, перекочуючись чи стрибками.

Важливою кількісною характеристикою стоку наносів є мутність. Мутність води (S, г/м³) – це ваговий уміст завислих наносів в одиниці об’єму суміші води з наносами і обраховуються за формулою: S = m/V

По глибині річки мутність збільшується від поверхні до дна, а по ширині – від берегів до стрижня потоку.По довжині річки кількість наносів від витоку до гирла, як правило, збільшується, але залежить від конкретних природних умов, в яких розташований басейн тієї чи іншої річки.Протягом року найбільша мутність спостерігається у багатоводний період, а найменша – у зимову межень.

Селі

Сель (араб. сель – бурхливий потік) – бурхливі руслові потоки з води та уламків гірських порід, які раптово виникають у долинах гірських річок. Формуються певним збігом геоморфологічних, гідрологічних та кліматичних умов. Передумовою є розчленований рельєф із значним падінням крутосхилих русел. Безпосередніми причинами є великі зливи і рідше сніготанення.

. Типи селів

1.У залежності від складу селевої маси, що переноситься потоком, селі розрізняють:

Водокам’яні селі – це зв’язані селі, які відрізняються незначним умістом дрібнозему.

Грязекам’яні селі – це зв’язані селі, які утворюються при одночасному попаданні в потік дрібних фракцій наносів та крупного уламкового матеріалу.

Грязьові селі – це незв’язані селі, які утворюються внаслідок змивання ґрунтових прошарок.

2.За характером течії селі поділяють на зв’язані (структурні) і незв’язані.

Зв’язані селі – в цьому потоці вода входить до селевої маси, транспортування здійснюється як єдиний гравітаційний рух.

Незв’язані селі – це турбулентний потік, у якому достатньо багато води і вона знаходиться у вільному стані. Вода є транспортуючою середою і може виконувати велику роботу важення.

На Україні найбільше незв’язаних.