Види річкових русел та руслові переформування
У зв'язку із зміною розмірів, форми русла та шорсткості дна по довжині річки швидкості течії води не залишаються постійними. Це призводить до того, що довжиною річки змінюється величина витрати руслових наносів. На ділянках зниження швидкостей відбувається часткове осадження наносів -намив,а при збільшенні швидкостей -розмивложа річки. На тому самому ділянці річки у різні періоди часу ці процеси чергуються друг з одним. Такі знакозмінні деформації русла маютьсезоннийхарактер.
Крім сезонних деформацій, русла річок відчувають односпрямовані багаторічні переформування. У деяких випадках вони полягають у тому, що всі руслові утворення – острови, побічні, перекати та плесові лощини з часом змінюють свої розміри та планові контури. Розмиваючи одні ділянки русла, і відкладаючи наноси за іншими місцях, річковий потік створює ілюзію зміщення всіх руслових утворень вниз за течією. В інших випадках русла рік з часом істотно змінюють свої розміри в плані за рахунок розмиву одного берега та відкладення наносів в іншого.
На різних річках ці процеси протікають по-різному. Вивченням і прогнозом руслових переформувань природних русел займається спеціальна дисципліна - теорія руслового процесу.
У природі можна назвати три основних типи руслового процесу. Перший тип -побічний -розвивається на відносно прямолінійних і слабо вигнутих ділянках русла з вузькою заплавою. Він характеризується наявністю побічних, розташованих у шаховому порядку за довжиною річки. На таких ділянках побічні сильно розвинені, а плесові лощини короткі та неглибокі. Перекати йдуть один за одним з інтервалом5-7ширин русла. Кожен побічний бере участь у освіті двох перекатів:одного він є верхнім, а іншого нижнім. Багаторічні переформування русла тут полягають у поступовому зміщенні всіх руслових форм – побічних, перекатів та плесових лощин вниз за течією.
На рис. 4.10 схематично показано рух побічніше в руслі річки. Планове становище інших руслових форм – перекатів і плесових лощин – на часt1+Dtне наводиться, ніж ускладнювати схему. Швидкість переміщення руслових утворень становить кілька десятків метрів на рік. Зазвичай усі переформування відбуваються навесні при високих рівнях води. Коли побічні обсихають, їхнє зміщення припиняється. Якщо швидкості переміщення двох суміжних побічні різні, то з часом відбувається викривлення суднового ходу.
У ряді випадків при русі великого, сильно перекошеного побічна можлива відторгнення його від берега весняним потоком по найнижчій прикореневій частині. Це призводить до утворенняосередку– відокремленого від берега скупчення наносів у руслі річки. Серце має довгасті обриси в плані. Якщо на ньому відбуватиметься відкладення наносів і з часом з'явиться рослинність, то це призведе до утворенняостровав руслі річки. В інших випадках осередок тривалий час може розвиватися самостійно або приєднатися до побічної сторони протилежного берега річки, істотно збільшуючи тим самим його розміри.
У процесі свого розвитку кожен закрут проходить один і той же цикл переформувань. На початковій стадії русло річки (рис. 4.11 б) може мати лише незначну кривизну. Внаслідок вигину під дією доцентрового прискорення створюється поперечний перебіг води, спрямоване до увігнутого берега. Швидкість течії біля цього берега зростає і відбувається його розмив. Одночасно біля опуклого берега відбувається відкладення наносів, цей процес посилюється зі збільшенням кривизни русла. Закрут у результаті збільшує свою довжину, а перешийок між сусідніми закрутами зменшується. Це заключна стадія викривлення – утворення петлі (рис. 4.11, в).
Під час проходження високої повені вода розмиває перешийок між вершинами закрутів і розробляє собі нове русло - спрямовуюча протока. Деякий час на цій ділянці вода тече двома рукавами (рис. 4.11, г). Однак відторгнута при прориві перешийка старе закрут поступово відокремлюється від основного русла. У її витоку відкладаються наноси, і утворюється стариця (рис. 4.11, д). Через деякий час кривизна спрямленої ділянки починає збільшуватися і меандрування повторюється знову.
Третій тип руслового процесу -розгалуження,тобто. поділ русла на рукави. Зустрічається руслова та заплавна багаторукавність. У першому випадку острови утворюються у руслі річки. У другому випадку мережа рукавів прорізає заплаву, утворюючи протяжні протоки. Багаторічні переформування на розгалужених ділянках полягають у поступовому розвитку одних та відмиранні інших рукавів. Крім цього відбувається поступове зміщення островів та осередків вниз за течією. На рис. 4.12 наведено схему багаторукавної ділянки річки.
Ця схематизація руслового процесу відбиває лише загальні риси його прояви. На різних річках зазвичай є своя специфіка та особливості. Це необхідно враховувати на практиці при проектуванні гідротехнічних споруд на річках, а також під час дорожніх робіт та організації судноплавства.