33. Формирование русл и их устойчивость

Современная гидрографическая сеть с ее различными формами является продуктом деятельности многих и сложных факторов.

В верховьях реки преобладает глубинная эрозия, река постепенно врезается в грунт дна, русло понижается; наносы перемещаются вниз по течению. В нижнем течении, где уклоны и скорости уменьшаются, происходит отложение наносов, принесенных сверху; происходит повышение дна реки; удлинение и искривление русла (аккумуляция). В среднем течении наблюдается глубинная, боковая эрозия, аккумуляция.

Для эрозионных форм рельефа выделяют: ложбины, лощины, суходолы и речные долины.

1.Ложбина – слабовыраженная вытянутая впадина с пологими задернованными склонами и эрозионным рвом по оси. Площадь водосбора составляет 0,1-0,15 км²

2.Лощина – звено гидрографической сети, располагаемое на более низких отметках бассейна. Склоны симметричны, но более высоки и круты, чем в ложбине. Площадь водосбора от 0,15 до 10-15 км² в завис. от рельефа.

3.Суходол характеризуется плоским широким дном, сильно углубленным руслом с широкими отрогами, доходящими до основания склонов. Площадь водосбора составляет 5-6 км² - 20-25 км² в зависимости от рельефа.

4.Речная долина – узкая и вытянутая в длину форма рельефа с общим уклоном в направлении течения реки. Долины никогда не пересекаются, они сливаются друг с другом при впадении одних рек в другие. Части склонов речной долины называются террасами. Русло реки располагается в наиболее пониженной части долины.

Русло устойчивое, если его поперечные размеры и положение в плане за промежуток времени не претерпевают существенных изменений. В.М.Лохтин предложил оценивать устойчивость русла реки по коэффициенту устойчивости ,

где d – средний диаметр частиц, мм;

I – падение дна реки на 1 км, м.

С.Т.Алтунин предложил зависимость для ширины устойчивого русла.

,

где В – ширина устойчивого русла по урезу воды, м;

А – параметр устойчивости; Q- руслоформирующий расход;

I – продольный уклон водной поверхности.

Устойчивость отдельных участков рек С.Т.Алтунин предлагает характеризовать параметром кинетичности (числом Фруда).

,

где α – коэффициент распределения скоростей по течению;

V и H – скорость и средняя глубина при руслоформирующем расходе; g – ускорение свободного падения.

Т. о., каждый участок реки можно оценивать по четырем показателям:

1)характеру протекания (уклон, тип участка);

2)коэффициенту устойчивости В.М.Лохтина, определяющему устойчивость продольного профиля;

3)параметру кинетичности F_r, характеризующему энергетическую структуру потока;

4)параметру устойчивости поперечного профиля.

34. Методы регулирования русл.

1. Регулирование первичного стока на водосборе.

Накопление большого кол-ва снега на водосборных площадях обуславливает интенсивный процесс первичного стока, особенно ускоренный на площадях с большими уклонами. Такого же характера сток наблюдается на водосборе в период обильного выпадения осадков в виде дождя. Ускоренный процесс первичного стока приводит: а)разрушению почвенного покрова и смыва ее в реки; б)выщелачиванию почвы; в)развитию отрицательных форм рельефа (овраги, ущелья); г)выносу смытого грунта в речные долины; д)обмелению рек и заилению водох-щ; е)уменьшение меженного питания рек.

Закрепление поверхности водосбора, для перераспределения стока во времени, должно обеспечиваться регуляционными меропр. на водосборе, которые подразделяются на три группы:

1.Агротехнические мероприятия – создание и поддержание структуры почвы, обработкой ее и применением севооборотов, вспашкой поперек склона и т.д.

2.Культуртехнические мероприятия – предназначенные для улучшения культурного состояния поверхности водосборных площадей (уборка камней, ДКР и т.п.)

3.Гидротехнические мероприятия: а)создание верховых водохранилищ по склонам; б)возведение валов по горизонталям; в)террасирование склонов; г)устройство безуклоновых канав с посадкой деревьев и кустарников.

2.Борьба с оврагами. Овраги - крупные промоины с многими ответвлениями. Образуются вследствие эрозионной деятельности снеговых и дождевых вод. Наиболее распространены в районах, сложенными рыхлыми, легко размываемыми отложениями. Для оврагов характерно V – образное поперечное сечение с крутыми склонами. Овраги – это один из главных источников поступления наносов в реки.

Борьба с оврагами заключается в проведении мероприятий по предотвращения их роста.

К ним относятся: а)регулирование первичного стока на водосборной площади; б)устройство нагорных канав для перехвата поверхностного стока; в)закрепление дна оврагов, искусственное уполаживание откосов высадкой трав.

3.Укрепление берегов и дна русла (регуляционные работы в русле). Эти работы проводят для защиты культурных земель, дорог от размыва со стороны реки, для закрепления кромки берега, для предотвращения размыва оснований русловых и береговых сооруж.

4.Борьба с селями

Сели – грязекаменные поткоки с содержанием обломков, деревьев. Борьба осуществл. с помощью сл.методов:

-регулир-е первичного стока на водосборе;

-опр. мест скопления продуктов эрозии и предусм. мероприятия по закреплению или безопасному сбросу этих продуктов;

-создание селехранилищ.

5.Борьба с наводнениями

Наводнение – затопление паводковыми водами больших тер-ий. Меры борьбы: обвалование тер-ии; повышение пропускной способности реки; создание вод-щ выше по течению реки.

6.Выправительные работы

Эти работы направлены на преобраз-е русла реки: выбор трассы реки; проектир-е поперечных сеч-й русла по трассе; гидравлич. поверочн. расчеты; проверка запроектирован. русла на устойчивость.

В отношении донных наносов русло должно удовлетворять требованиям, чтобы транспортирующая способность запроектированного русла была не меньше транспортирующей способности бытового русла.