Лекция n 14

Русловые процессы.

Основные характеристики русла. Изменение морфологического строения русла водотока под действием текущей воды называют русловым процессом., или же под русловым процессом понимают морфологическое строение речного русла и речной поймы вызванные гидродинамическим воздействием потока.

Приведем некоторые термины связанные с русловым процессом:

* Русло реки (меженное) - наиболее пониженная часть долины, выработанная потоком, по которой осуществляется перемещение основной части донных отложений и стока воды в междупаводочный период;

* Пойма - часть дна речной долины, затопляемая в период паводков и половодий; формируется в результате отложений переносимых потоком взвешенных наносов при плановых деформациях речного русла.

* Перекат - форма донного рельефа равнинных рек, сформированная отложениями наносов в виде гряды, пересекающей русло под некоторым углом к общему направлению течения. Перекат можно представить как затопленную часть гребня гряды.

* Плес - более глубокий участок реки; при меандрировании - затопленное подвалье гряды.

Основными характеристиками русла являются: продольный и поперечный профиль, плановые очертания берегов и распределение глубин.

Структура речного потока. Как уже отмечалось в предыдущих лекциях, распределение скоростей по живому сечению потока и по длине его носит довольно сложный характер. Помимо постоянного перемешивания водных масс и потоков, свойственного турбулентному движению, для него характерно еще и наличие циркуляционных течений. Вследствие большой скорости на стрежне потока но поверхности воды происходит вытягивание водных струй, в результате чего возникает некоторое повышение уровня. Вследствии этого в плоскости, перпендикулярной к направлению течения, образуются два циркуляционных течения по замкнутым контурам, сходящиеся у поверхности и расходящиеся у дна. (рис. 1).

Рис. 1. Схема возникновения поперечной циркуляции (по Н.С. Лелявскому).

а - поверхностные струи, б - циркуляционные течения в вертикальной плоскости, в - винтообразные течения.

На изогнутых участках русла струи воды встречаясь с вогнутым берегом, либо движутся вдоль него, либо отбрасываются от него. Соседние с ними струи встречаются уже не с берегом, а с отклоненными вдоль берега струями и подпирают их. В результате этого возникает перекос водной поверхности, и струи, находящиеся вблизи берега, опускаются вниз и образуют придонное течение от берега к средней части реки. Так образуется циркуляционное течение на изогнутых участках русла. (рис. 2).

Рис. 2. Циркуляционное течение на изгибе.

Русло реки в плане всегда характеризуется чередованием излучин, изогнутых то вправо, то влево. Между ними находятся прямолинейные участки.

Плановые очертания речных русел и их изменение. Плановые очертания речных русел отличаются значительным разнообразием и вместе с тем для них характерна отчетливо выраженная извилистость. Опыты показали, что даже искусственно созданные водотоки с прямолинейным руслом со временем стремятся к образованию извилин. Очертания речных русел в плане у большинства рек изменяются со временем. Эти изменения носят различный характер. На одних реках образуются излучины или меандры, на других прямолинейные участки русел перемещаются параллельно самим себе.

Не все излучины следует называть меандрами. Этот термин вошел в гидрологическую литературу по названию р.Меандр (Турция). Для р.Меандр характерны постоянные и непрерывные плановые деформации русла вследствие воздействия на него потока. Такого рода изменения плановых очертаний русла и следует называть меандрированием, а извилины русла - меандрами. Таким образом, под меандрированием следует понимать не изменение плановых очертаний русла в виде извилин по длине реки, а определенный процесс, заключающийся в изменении этих очертаний во времени. Причиной образования извилин является: на прямолинейном участке реки под влиянием каких - либо случайных причин водный поток может отклониться от своего первоначального направления (рис. 3). Струи воды, ударившись о образовавшуюся вогнутость будут увеличивать ее в результате размыва.. Последний усиливается под действием силы Кориолиса (если размывается правый берег) и центробежной силы на участке с закругленным руслом реки.

рис. 3. Образование речных извилин.

Продукты размыва будут откладываться на противоположной стороне, несколько ниже образовавшейся вогнутости, где скорость течения, обращенного к противоположному берегу, будет меньше. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока русло реки не примет меандрические формы.

Дата добавления: 2014-01-07