Реки и речные системы

РЕКИ И ИХ РЕЖИМ

Р е к о й называется постоянный водный поток, протекающий по разработанному им руслу в понижениях земной поверхности. Выпадающие на поверхность суши осадки стекают по склонам в небольшие углубления, образуя ручьи. Ручьи, соединяясь друг с другом, превращаются в небольшие реки, которые, продолжая сливаться вместе, образуют более крупные реки. Описанный процесс образования рек не является единственным. Реки могут вытекать из озер или болот; появляться в результате таяния ледников и вечных снегов в высокогорных районах; возникать из родников, питаемых подземными водами.

Долина и русло реки. Р е ч н ы м и д о л и н а м и называются вытянутые в длину углубления в земной поверхности, образовавшиеся в результате геологических процессов и многовековой деятельности водных потоков.

В зависимости от рельефа местности, геологического происхождения и характера грунтов, из которых сложены склоны и дно долин, они могут иметь в поперечном сечении различную форму: от щелевидной с отвесными склонами, встречающейся в горных районах, до широких неясно выраженных углублений с очень пологими склонами, сливающимися с окружающей равнинной местностью. В горных районах встречаются очень глубокие речные долины (до 2000 м), а в равнинных – глубина долин не превышает 200–300 м.

По форме поперечного профиля речные долины подразделяют на теснины, ущелья, каньоны, V-образные, трапецеидальные, ящикообразные, корытообразные и др. В поперечном профиле долины (рис. 6.3, а)

Рис. 6.3. Поперечный профиль долины (а) и русла (б) реки:

1 – бровка долины (коренного берега); 2 – уступ коренного берега; 3 – первая надпойменная терраса (аккумулятивная); 4 – вторая надпойменная терраса (эрозионная); 5 – бровка террасы; 6 – русло реки; 7 – низкая пойма; 8 – высокая пойма; 9 – коренные породы; 10 – аллювиаль­ные отложения; 11– прирусловой вал

выделяют склоны долины (вместе с уступом долины и надпойменными террасами) и дно долины.

Наиболее пониженная часть долины, по которой стекает вода, называется р у с л о м р е к и. Различают м е ж е н н о е (основное) русло, по которому происходит сток воды весь год, и п о й м у р у с л а, затапливаемую только в периоды паводков.

Линии сопряжения берегов меженного русла с поймой называются б р о в к а м и, а линии пересечения водной поверхности с берегами – у р е з а м и в о д ы. Линия, проходящая вдоль потока по наиболее пониженным точкам дна русла, называется с т р е ж н е м р е к и или д и н а м и ч е с к о й о с ь ю п о т о к а. Линия, проходящая вдоль реки посредине ширины русла, называется г е о м е т р и ч е с к о й о с ь ю п о т о к а.

Исток и устье реки. Истоком называется место, откуда река берет свое начало. На реках, вытекающих из озер, за исток принимается точка пересечения реки с контуром озера; на болотных реках – место, где начинает появляться выраженное русло с заметным течением. Нередко за исток реки принимается место слияния двух ее притоков с разными названиями. Например, река Обь образуется от слияния рек Бии и Катуни.

Место впадения реки в озеро, море или другую реку называется у с т ь е м. Если река разветвляется на устьевом участке на несколько рукавов, за ее устье принимается устье наиболее крупного рукава. В засушливых районах некоторые реки не имеют устья. Они теряют свои воды на испарение и просачивание в грунт, не доходя до моря, озера или другой реки.

Длина и извилистость реки. Д л и н о й р е к и называется расстояние между устьем и истоком, измеренное с учетом всех ее извилин по стрежню реки.

Для оценки степени извилистости реку следует разделить на ряд более или менее крупных участков, в пределах которых сохраняется общее направление течения (рис. 8.1, а). Извилистость каждого участка характеризуется к о э ф ф и ц и е н т о м и з в и л и с т о с т и, который равен отношению истинной длины участка к длине прямой, соединяющей его концы. Для участков 1–2, 2–3 и 3–4 коэффициенты извилистости определяются отношениями:

; ; . (8.7)

Средневзвешенное значение коэффициента извилистости реки между точками 1 и 4 можно найти по формуле

. (8.8)

Речные русла разветвляются на рукава (рис.8.1,б). Измерение длины реки в этом случае следует вести по главному руслу, за которое принимается наиболее полноводный рукав.

Рис.8.1. Извилистость и разветвленность рек:

а – к определению коэффициента извилистости реки;

б – многорукавное русло реки

Степень разветвленности реки характеризуется отношением суммарной длины всех рукавов, включая главное русло, к длине последнего. Это отношение называется к о э ф ф и ц и е н т о м р а з в е т в л е н н о с т и.

Русла рек по форме в плане подразделяются на прямолинейные, извилистые (меандрирующие), разделенные на рукава, разбросанные (блуждающие) (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Типы речных русел

а – прямолинейное; б – извилистое; в – раз­деленное на рукава; г – разбросанное; 1 – ли­ния наибольших глубин; 2 – отмель; 3 – осередок или остров; 4 – размываемый участок берега; 5 – направление течения

Падение и уклон реки. Падением реки называется разность отметок уровней воды в ее истоке и устье, а уклоном – отношение падения к длине реки. Таким же образом определяют падения и уклоны для отдельных участков реки. Уклоны рек выражаются в виде десятичных дробей или в промилях (тысячных долях). Например, средний уклон Северной Двины i = 0,00007 = 0,07 ‰.

Иногда для характеристики уклона реки пользуются понятием километрическое падение (падение уровня воды в сантиметрах на 1 км длины реки).

Уклоны рек зависят прежде всего от рельефа местности, по которой они протекают. В равнинных районах уклоны рек очень малы (несколько десятичных), а в горной местности достигают нескольких сотых. Крупные водотоки имеют, как правило, меньшие уклоны, чем малые реки, протекающие в одних и тех же географических районах.

Уклон реки изменяется вдоль течения, уменьшаясь чаще всего от истока к устью. Уклоны отдельных участков реки зависят от рельефа дна и планового очертания русла. Уклон реки изменяется во времени с изменением уровня воды.

Продольный профиль реки – это график изменения отметок дна и водной поверхности вдоль русла. На горизонтальной оси графика откладывают расстояние по длине реки, на вертикальной – абсолютные или условные отметки дна (обычно по линии наибольших глубин) и уровня воды. Для продольных расстояний и высот обычно берут разные масштабы.

Разность отметок дна или водной поверхности реки на каком-либо ее участке называется падением (ΔН). Разность отметок истока и устья реки составляет полное падение реки.

В связи с тем, что у рек глубины обычно несоизмеримо меньше полного падения, графики изменения отметок дна и водной поверхности для всей реки сливаются в одну линию.

Продольные профили рек могут быть плавновогнутыми, прямолинейными, выпуклыми, ступенчатыми (рис. 6.5, а). Характер продольного профиля определяется геологическим строением и рельефом речного бассейна, а также эрозионно-аккумулятивной деятельностью самого потока.

Рис. 6.5. Продольные профили реки (а) и ее участка (б):

1 – плавновогнутый (р. Вахш); 2 – прямолинейный (р. Зеравшан); 3 – выпуклый (р. Гунт); 4 – ступенчатый (р. Бартанг); 5 – дно реки; 6 – водная поверхность в межень; 7 – водная поверхность в половодье; Н_м – падение между створами А и Б в межень; Н_n – то же, в половодье; Пл – плес; Пр – перекат

Перегибы продольного профиля обычно приурочены к местам впадения притоков (ниже их профиль, как правило, выполаскивается), а также к местным базисам эрозии, в качестве которых могут быть главная река для притока, пороги, водопады, проточные озера, водохранилища и др. Уровень приемного водоема (океана, моря, бессточного озера), куда впадает река, называют общим базисом эрозии.

Весьма характерен продольный профиль реки на коротком ее участке, включающем плесы и перекаты (рис. 6.5, б). В этом случае продольный профиль строят отдельно для дна и водной поверхности реки. Из данных рис. 6.5, б видно, как изменяется продольный профиль водной поверхности с изменением уровня воды в реке. При низких уровнях (в межень) продольный профиль водной поверхности более крутой на перекатах и более пологий на плесах. При высоких уровнях (в половодье) продольный профиль обычно выравнивается или даже становится на плесах более крутым, чем на перекатах.

Речные системы. Речной системой называется совокупность водных потоков, впадающих в одну главную реку, несущую свои воды в океан, море или озеро. Реки, впадающие непосредственно в главную реку, называются притоками первого порядка. В притоки первого порядка впадают реки, которые являются по отношению к главной реке притоками второго порядка. В последние впадают притоки третьего порядка и т. д. Например, по отношению к р. Волге р. Кама является притоком первого порядка, а впадающая в нее р. Вятка – притоком второго порядка.

Под термином главная река на практике часто понимают любую рассматриваемую реку, имеющую разветвленную сеть притоков.

Речную систему можно наглядно представить в виде гидрографической схемы (рис.8.2,а), на которой все реки изображаются прямыми линиями в одинаковом масштабе. В каждую реку стекает вода с определенной территории, называемой речным б а с с е й н о м или в о д о с б о р о м.

а
б

Рис.8.2. Речная система:

а – гидрографическая схема реки; б – бассейн реки

Общий бассейн главной реки (рис. 8.2, б) состоит из частных бассейнов всех ее притоков и территорий, с которых вода стекает в главную реку (межприточные территории).

Бассейны речных систем и отдельных рек ограничиваются замкнутыми линиями, называемыми в о д о р а з д е л а м и. Водоразделы проходят по наиболее возвышенным точкам местности между соседними реками. Их положение устанавливают по топографическим картам крупного масштаба (1: 100000 или 1: 50000). Если на карте не имеется горизонталей, водораздельная линия проводится приблизительно по середине территорий между соседними реками.

Основной характеристикой речного бассейна является величина его площади, которая измеряется по карте при помощи планиметра путем 2–3-кратной обводки водораздела до получения близко совпадающих результатов.

Площадь водосборного бассейна F (км²) находится в определенной зависимости от длины L(км) главного водотока

F = к L^m. (8.9)

По статистическим исследованиям авторов данного пособия для бассейнов рек Беларуси показатель степени m = 1,68, а коэффициент к изменяется в пределах 0,32–1,34, при этом среднестатистическое значение его равно 0,64, малые величины соответствуют бассейнам с равнинным рельефом (притоки Припяти, Днепра при L > 150 км, Немана), большие – бассейнам с грядово-холмистым рельефом (Западная Двина, притоки Припяти при L < 30 км).

Дата добавления: 2014-01-20