- •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
4. Морфология и морфометрия долины и русла реки
4.1. Речная долина и ее элементы
Поскольку отличительной особенностью рек, как постоянных русловых потоков, является наличие долины (см. пункт 3.1), остановимся на основных ее элементах.
Долина реки ― это относительно узкое, вытянутое в длину, извилистое углубление в земной поверхности, образованное вековой деятельностью текучих вод, имеющее общий наклон от истока к устью.
В поперечном профиле долине реки различают следующие элементы (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Поперечный профиль долины реки
1. Бровка долины (коренного берега).
2. Склон (слева) и уступ (справа) коренного берега долины.
3. Первая надпойменная терраса (аккумулятивная).
4. Вторая надпойменная терраса (эрозионная).
5. Бровки террас.
6. Русло реки, находящееся в пределах дна (ложа) долины.
7. Низкая пойма, ежегодно затапливаемая водами половодья.
8. Высокая пойма, затапливаемая водами значительных половодий.
На рис. 4.1а показаны также коренные породы 9 и аллювиальные отложения 10.
На рис. 4.1б показаны низкая пойма 7, прирусловой вал 11, ширина реки В, максимальный уровень воды hmax, средний уровень воды hcр и русло реки р.
В зависимости от того, какой фактор оказал наибольшее влияние в формировании речных долин, они могут быть эрозионными, тектоническими и ледниковыми. Однако, кроме эрозии, ни один из других факторов сам по себе не может создать долину.
Речные долины, в зависимости от геологического возраста и характера слагающих их горных пород и грунтов, из которых сложены их дно и склоны, имеют различные продольные уклоны и очертания в плане и поперечном разрезе.
Долины молодые, еще сравнительно мало разработанные действием текущей воды, имеют поперечный профиль с крутыми склонами и узким дном. В плане эти долины имеют вид ломаных линий, а их продольный профиль часто бывает ступенчатым. Такие долины свойственны горным районам. Их дно и берега состоят из скалистых твердых пород, поэтому первоначальная форма долины сохраняется надолго. Глубокие и узкие, большей частью скалистые речные долины с выпуклыми склонами, книзу приобретающими значительную крутизну, называются ущельями.
Более старые долины, или сложенные сравнительно легко размываемыми породами, имеют в плане плавно извилистый вид, а их продольный профиль характеризуется равномерным скатом к устью. Такие долины имеют отлогие берега и широкое дно, заполненное отложениями речных наносов (аллювиальные отложения).
В природе между указанными крайними типами речных долин встречается ряд переходных форм, занимающих промежуточное положение или приближающихся к одному из указанных основных типов. Река, разрабатывая профиль своей долины и врезаясь постепенно в ее дно, создает террасообразное поперечное сечение долины. В ряде случаев террасы явились результатом тектонических процессов или изменений уровня моря, в которое впадает река, или следствием наступания и отступания ледников. Во всех указанных случаях происходившие поднятия или понижения дна долин вызывали соответственно усиление размывающей деятельности реки или отложения наносов.
В Беларуси самые молодые речные долины сформировались в Белорусском Поозерье после отступания последнего ледникового покрова около 14−16 тыс. лет назад. Они имеют узкие, глубокие и крутые склоны, неширокие поймы (которые иногда отсутствуют). Самые крупные долины (шириной 1−5 км) здесь выработали Западная Двина и ее притоки. К югу от границы последнего оледенения (в центральных и южных частях Беларуси) долины широкие (у Припяти ― до 50−70 км), преимущественно неясно выраженные.
Строение речных долин, их форма и размеры влияют на интенсивность и направленность эрозионно-аккумулятивных процессов.
