Деформація річкового русла

Читайте також:

Абсолютна деформація
Блок лівого поперечного синуса (через здавлення гематомою).
У запальній проліферації активну участь бере ендотелій судин мікроциркуляторного русла.
Вплив елементів поперечного профілю
Запитання 1. Професійно-моральна деформація співробітників ОВС. Характеристика та сфера прояву
Геометричні розміри поперечного перерізу рейки.
Геометричні розміри поперечного перерізу рейки.
ДЕФОРМАЦІЯ БАЛОК ПРИ ПЛОЩОМУ ВИГИБУ
Деформація та руйнування металів
Деформація металу під дією напруги може бути пружною і пластичною.
Деформація окремих фаз ґрунту
Деформація правосвідомості

Загальні відомості. Для вирішення питань, пов'язаних з експлуатацією та поліпшенням водних шляхів, велике значення має вивчення процесів, що відбуваються в результаті взаємодії річкового потоку та русла річки.

Під впливом водного потоку русло річки схильне до постійних змін (деформацій). Основними факторами, що визначають характер руслових деформацій та форми річкового русла, є:

ухили річки та швидкості течії;

характер ґрунтів, що складають русло та заплаву річки;

рельєф річкового басейну, його ґрунтово-ґрунтові та рослинні умови, що впливають на обсяг надходження наносів;

водний режим річки, зокрема інтенсивність весняної повені та дощових паводків;

характер льодових явищ;

наявність на річці гідротехнічних та сплавних споруд.

Вплив потоку на річкове русло проявляється у трьох процесах:розмив русла (ерозії),перенесення частинок грунту, що утворилися в процесі розмиву, івідкладення цих частинок (акумуляції). Усетри процеси відбуваються одночасно протягом усього річки. Однак залежно від співвідношення між швидкостями течії та розмірами частинок ґрунту, що складають річкове русло, на одних ділянках річки спостерігається переважання розмиву русла над відкладенням наносів, а на інших, навпаки, накопичується більше ґрунту, ніж розмивається.

Процес розмиву переважає у верхній течії річки, а відкладення – у нижній течії.

Руслова ерозія буває бічною та глибинною. Бічна ерозія викликає розширення річки, переміщення русла впоперек долини, розвиток закрутів, розчленування русла на рукави та ін. Результатом глибинної ерозії є поглиблення русла річки.

Пе р і о д і ч е с к і е д е ф о р м ац і і щорічно чергуються у певній послідовності і змінюють форму русла на окремих ділянках річки то в одному, то в іншому напрямку . Вони не спричиняють, як правило, тривалих стійких змін русла. Характерним прикладом таких деформацій є періодичне відкладення наносів на перекатах під час підйому повені та їх подальше поглиблення при спаді рівнів.

Ст о я н н і е д е ф о р м ац і и викликають незворотні зміни форми русла в тому самому напрямку протягом тривалого періоду часу. До таких деформацій відносяться, наприклад, розмив увігнутих берегів річок і відкладення наносів на опуклих берегах, що викликають переміщення звивин русла за течією річки.

Стійкість річкового русла. Для оцінки ступеня стійкості річкового русла різним деформаціям в гідрології введено поняття про коефіцієнт стійкості русла. Багато дослідників, вкладаючи у це поняття різний зміст, запропонували визначати коефіцієнт стійкості за різними формулами. Найбільшою популярністюїх користується залежність У. М. Лохтіна.

Коефіцієнт стійкості за В. М. Лохтіном визначається співвідношенням

, (9.7)

де dср - середній діаметр частинок ґрунту, що складають русло, мм;

I – ухил річки у промілях (падіння за метри на 1 км довжини річки).

1. Річки найбільшої стійкості, що протікають у скелястих або великогалечникових ґрунтах з незначною кількістю наносів (р. Єнісей, Ангара та ін.).

2. Річки стійкі, в яких розмив та відкладення наносів чергуються періодично в одних і тих же місцях, не викликаючи істотних незворотних змін форми русла (р. Волга, Кама, Дніпро та ін).

3. Річки малої стійкості, що змінюють у результаті деформацій лише глибину за шириною і довжиною русла, але зберігають переважно своє обрис у плані (р. Десна, Ветлуга та інших.).

4. Річки найменшої стійкості, які змінюють паводки як глибину русла, а й обрис у плані (р. Аму-Дарья, Сир-Дарья та інших.).

Мал. 9.1. Звивистість річкового русла:

а – освіта закрутів; б - природне випрямлення закруту;

в – пересування закрутів

Розмив увігнутих берегів і відкладення наносів у опуклих триває доти, доки річка не прийме стійкого звивистого контуру.

Процес розвитку звивин припиняється або в результаті зниження швидкостей течії, викликаного зменшенням ухилу річки через її подовження, або при підході річки до берегів долини, складених з ґрунтів, що менш розмиваються.

Розвиток звивин часто призводить до утворення дуже крутих закрутів, які можуть зникнути в результаті розмиву паводковими водами короткого перешийка між початком і кінцем закруту (рис. 9.1,б). Після випрямлення русло закруту поступово заноситься піском і перетворюється наСтароріччя.

Безперервний процес розмиву увігнутих берегів та відкладення наносів у опуклих призводить до поступового пересування закрутів вниз за течією річки та у бік увігнутих берегів. На рис. 9.1, суцільною лінією показано початкове положення закруту, а пунктирної - через деякий час.

Розгалуження русла на рукави. Річки, що протікають у грунтах, що легко розмиваються, часто розгалужуються на рукави. Основними причинами руслових розгалужень є:

розбіжність осі потоку при низьких і високих горизонтах води, у результаті повеневий потік може за сприятливих умов промити на заплаві нове русло;

утворення островів, обумовлене виходом в русло річки порід, що важко розмиваються;

утворення островів в результаті інтенсивного відкладення наносів у різних перешкод у руслі річки, наприклад, у групи затонулих колод;

крижані затори, які змушують часто потік прокладати собі нове русло.

Сумарна ширина рукавів, як правило, більша за ширину нерозгалуженого русла. Тому глибини в рукавах виявляються меншими, ніж на прилеглих ділянках річки до і після розгалуження.

Руслові освіти. Розподіл глибини за довжиною і шириною русла рівнинних річок залежить від їхнього планового обрису. На поворотах русла річки утворюються глибокі ділянки, звані плесами, а на відносно прямолінійних відрізках - мілководні ділянки, звані перекази. Перекати виникають найчастіше у місцях переходу стрижня річки від одного увігнутого берега до іншого.

При перетині річкою скелястих гряд або гірських порід, що важко розмиваються, в руслі річки утворюються пороги. Ділянки річки, що мають зосереджене падіння води з прямовисного уступу в руслі, називаються водопадами.

Перекати. Перекат - складне наносне утворення, що складається найчастіше з двох прибережних мілин і піщаного валу, що перетинає русло річки під деяким кутом до її поздовжньої осі. Основними елементами перекату є (рис.9.2): сідловина 1 - піщаний вал, що з'єднує прибережні мілини; верхній та нижній побічні 2 та 3 – піщані мілини; верхня та нижня плесові лощини 4–5 – глибокі частини русла; гребінь перекату 6 - найбільш піднесена частина сідловини; корито перекату 7 - поглиблення в середній частині сідловини; напірний та низовий скати сідловини 8 і 9; затонська частина нижньої плесової лощини 10 - частина лощини, розташована під верхнім побічним. Деякі перекати можуть мати затонської частини.

В процесі взаємодії потоку та русла річки перекати можуть змінювати свою форму, переміщатися вниз за течією, зникати та виникати на новому місці. Найбільш характерними періодичними змінами перекатів є їх намивання в період повені і розмиття в період низьких рівнів. Висота відкладення наносів на перекатах під час повені досягає великих річках 2–3 м.

При підйомі рівнів води швидкості течії на плесі ростуть відносно швидше, ніж на перекатах, тому під час повені спостерігається відкладення наносів на перекатах. При спаді рівнів швидкості течії на перекатах стають набагато більшими, ніж на плісняві, що і призводить до розмиву перекатів.

Крім перекату, показаного на рис. 9.2, зустрічаються й інші, складніші їх різновиди. Перекат, у якого плесові лощини не заходять одна за одну, а ширина і глибина корита задовольняють вимогам судноплавства, називається перевалом.

1 – сідловина; 2 – верхній побічний;

3 – нижній побічний; 4 - верхня пліснява лощина;

5 –нижня пліснява лощина; 6 – гребінь перекату;

7 – корито перекату; 8 - напірний скат сідловини;

9 – низовий скат сідловини;

10 – затонська частина нижньої пліснявої лощини

Пороги. Ділянка річки, перегороджена на всю ширину русла скелястою або кам'янистою грядою, називається порогом. Відмінними особливостями порожистих ділянок є русло, що не розмивається, складний рельєф дна, великі ухили, підвищені швидкості течії і наявність підпору на вищележачій ділянці річки.

Пороги є в багатьох річках Карелії, Ленінградської області, Сибіру та інших районів. Вони становлять великі труднощі для судноплавства та сплаву.

П р о с т е й ш і е р у с л о в і е об р а з о в а н і я. Крім перекатів і порогів, у руслах річок найчастіше зустрічаються такі утворення: коси, побічні, осередки, висипки, гряди, огрудки.

Коса (рис. 9.3, а) - відкладення наносів, що примикає своєю основою переважно до опуклого берега річки. Коса має у плані форму клина, спрямованого під кутом до потоку.

Посібник (рис. 9.3,б) - мілину значної ширини, що примикає своєю піднесеною частиною до увігнутого берега.

Мал. 9.3. Руслові утворення:

а – коса; б – побічний; в – осередок; г – висипка

Середок (рис.9.3, в) - підводне або надводне відкладення наносів, що не примикає до берегів.

Висипка (рис. 9.3, г) - відкладення наносів поблизу гирла притоку або яру, коси, побічна або осередка.

Града - кам'янисте утворення невеликого протягу, що перекриває всю ширину русла або частину її.

Огромок – скупчення каменів у руслі річки, що не примикає до берегів.

Устьові ділянки річок. Русловий режим гирлової ділянкирічки, крім особливостей самої цієї ділянки, залежить від співвідношення амплітуд коливання рівнів води на притоці і головній річці, тривалості повені на них, ступеня розбіжності за часом піків паводків та характеру проходження льодоходу.

Залежно від співвідношення рівнів води на головній річці і притоці гирла останнього може перебувати тимчасово або постійно в безпідпірних або підпірних умовах. Безпідставні називають такі гирлові ділянки, вирівняний і швидкісний режими яких не залежать від висоти горизонту води в головній річці. Устьові ділянки, що зазнають впливу рівнів води в головній річці, знаходяться в підпірних умовах.

Найбільше впливом геть русловий режим гирлових ділянок надають умови їх підпору у період інтенсивного формування наносних утворень, т. е. під час підйому повені чи паводків.

Якщо підйом паводку на притоці відбувається раніше, ніж на головній річці, це сприяє виносу великої кількості наносів з притоку в головну річку. Ці наноси є причиною формування на головній річці нижче за впадання притоку перекатів або інших руслових утворень.

Якщо, навпаки, підйом паводку головної річки випереджає підйом води на притоці, гирлову ділянку останнього виявляється під час підйому рівнів у підпорі, що тягне за собою інтенсивне відкладення наносів на цій ділянці. Зосередження перекатів та інших наносних утворень на гирлових ділянках спостерігається найчастіше в зоні підпору та безпосередньо поблизу гирла.

Величина та терміни підпору гирлових ділянок можуть змінюватися за роками, внаслідок чого і руслові деформації мають неоднаковий характер у різні роки.

Інтенсивне відкладення наносів на гирлових ділянках викликає часто роздроблення русла наокремі рукави та протоки, чому сприяє також утворення крижаних заторів під час льодоходу, що спостерігається на гирлових ділянках при більш ранньому розтині приток порівняно з головною річкою.

Багаторукавне гирло річки, утворене намивними островами, називається д е л ь т і. Піщана мілину біля берега моря або озера, що утворилося поблизу гирла річки в результаті відкладення наносів, називається баром.

На русловий режим гирлових ділянок річок, що впадають у моря та океани, великий вплив мають припливи та відливи, морські хвилі та вітрові нагінні течії.

На річках, що впадають у моря і океани зі значними припливами і відливами, утворюються однорукавні широкі і глибокі гирла лійкоподібної форми, звані естеуаріями. Естуарії утворюються в тому випадку, коли наноси, що приносяться річкою, виносяться в море припливно-відливними течіями. Типові естуарії мають річки Об, Єнісей та інші.

Порівняно вузька і довга затока, що глибоко вдається в сушу, в яку впадає велика річка, називається губою, наприклад Печорська губа.

	наступна лекція = = gt;
Річкові наноси		Чинники, що впливають на річковий стік