- •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
- •2.1. Формирование речного стока
- •1.4. Русловые процессы и физико-географическая среда
- •2. Речной сток
- •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
8.5. Свободное меандрирование
Этот тип меандрирования возникает при отсутствии факторов, препятствующих перемещению русла реки в плане. Он развивается на реках с широкой долиной и поймой. Свободное меандрирование может быть количественно охарактеризовано следующими параметрами (рис. 8.5):
|
|
|
Рис. 8.5. Свободное меандрирование
― шаг излучины (м), т.е. расстояние по прямой между двумя точками перегиба осевой линии русла;
вх ― угол входа в излучину, т.е. угол между касательной в верховой точке перегиба и линией шага излучины;
вых ― угол выхода из излучины, т.е. угол между касательной в низовой точке перегиба и линией шага излучины;
S ― длина излучины (м), т.е. расстояние между точками входа и выхода по осевой линии русла;
р ― угол разворота, равный сумме углов: р = вх + вых.
В процессе свободного меандрирования наблюдается цикличность развития излучин: русла проходят последовательные стадии развития от слабоизогнутых до петлеобразных. Цикл развития завершается прорывом перешейка излучины, что ведет к отчленению изгиба русла и образованию старицы. После этого цикл развития повторяется.
В половодье нарастают перекаты и развиваются плёсы, а в межень происходит обратный процесс. Скорость смещения (размыва) вогнутых берегов излучин рек Беларуси колеблется от первых метров до 18 м/год (р. Припять).
Этот тип руслового процесса получил наибольшее распространение в Беларуси. Оно обнаружено на участках рек общей протяженностью, составляющей ⅔ от суммарной длины рек Беларуси. Особенно четко эта разновидность меандрирования представлена на реках Припять, Птичь, Березина, Свислочь, Друть, Нёман, Сож, Беседь, Ипуть, а также и на других реках, некоторые из которых свободно меандрируют почти на всем протяжении. На больших реках участки свободного меандрирования имеют значительное протяжение (Днепр ― 375 км, Нёман ― 240 км, Западная Двина ― 100 км).
8.6. Незавершенное меандрирование. Пойменная многорукавность
Незавершенное меандрирование осуществляется на реках, имеющих низкие, хорошо затопляемые поймы, когда цикл развития излучины нарушается образованием спрямляющего потока. На рис. 8.6 приведен пример незавершенного меандрирования и его показатели:
|
|
|
Рис. 8.6. Незавершенное меандрирование
Sр ― длина излучины основного русла (м), т.е. расстояние между точками входа и выхода по осевой линии русла;
Sпр ― длина спрямляющего протока (м), т.е. расстояние между точками входа и выхода по прямой линии.
При незавершенном меандрировании происходит прорыв перешейка излучины до достижения ею петлеобразного очертания (поэтому оно и называется незавершенным) путем образования спрямляющего протока (рукава, воложка), в который затем переходит главный поток, а прежнее русло отмирает. Новое русло повторяет описанный цикл. Такой процесс длится несколько лет, иногда и десятилетий.
Интенсивное развитие этого типа руслового процесса создает благоприятные условия для расчленения поймы многочисленными протоками. В результате возникает достаточно самостоятельная разновидность процесса незавершенного меандрирования ― пойменная многорукавность (рис. 8.7).
|
|
|
Рис. 8.7. Пойменная многорукавность
При развитии этого процесса на участке поймы река протекает несколькими рукавами большой протяженности. При этом отдельные рукава могут рассматриваться как самостоятельные реки А, Б и В.
Незавершенное меандрирование и пойменная многорукавность получили в Беларуси менее широкое распространение, чем свободное меандрирование. Они отмечены в руслах и поймах рек Днепр, Березина, Сож, Ипуть, Нёман, Вилия, Припять, Ясельда, Пина, Бобрик, Цна и др.
