- •Белорусский государственный университет
- •Речной сток и русловые процессы
- •1. Введение
- •1.1. Основные понятия о речном стоке, эрозионно-аккумулятивных
- •1.2. Развитие учения о русловых процессах
- •1.3. Значение учения о русловых процессах для народного хозяйства
- •1.4. Русловые процессы и физико-географическая среда
- •2. Речной сток
- •2.1. Формирование речного стока
- •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. Эрозионно-аккумулятивные процессы в речных руслах.
- •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
- •6.3. Движение донных наносов. Закон Эри
- •6.4. Транспортирующая способность потока. Сели
- •7. Русловые процессы
- •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
1.4. Русловые процессы и физико-географическая среда
Русловые процессы зависят от физико-географической среды, характеризующей ландшафт водосбора. Климатические факторы формирования стока, геоморфологическое строение территории и характер слагающих пород, почвенно-растительный покров, современные тектонические движения, колебания отметок базисов эрозии — таковы основные естественные факторы русловых процессов, определяющие различия в их формах, интенсивности и направленности проявления.
Русловые процессы в такой же мере зональны, как и другие географические процессы. Степень проявления каждого из физико-географических факторов изменяется в зависимости от размеров бассейна и соотношения с другими факторами. Чем больше площадь водосбора, тем равномернее (при прочих равных условиях) сток реки и тем меньшую эрозионно-транспортную работу выполняет единица объема воды. От размера водосбора и его формы зависит количество ландшафтных зон, которые входят в границы бассейна.
Подавляющее большинство малых бассейнов располагается в пределах только одной зоны, тогда как режим крупнейших рек и рек с сильно вытянутым водосбором отражает влияние ряда зон. Это определяет величины модуля стока и долю относительного участия эрозионно-аккумулятивных процессов в формировании количества и состава наносов в реках.
Познание русловых процессов невозможно без анализа тех изменений руслообразующих условий и русловых форм, которые испытала в различные этапы эволюции данная река. При смене природной обстановки на водосборе (колебания влажности, изменения характера растительного покрова и т. п.) происходит усиление или ослабление процессов денудации. Это обусловливает аккумуляцию наносов в русле или глубинную эрозию.
Изменения водности реки, внутригодового распределения стока, степени его естественной зарегулированности приводят к смене одного типа русла другим (извилистое трансформируется в разветвленное или наоборот), уменьшению или увеличению темпов русловых деформаций.
В естественных условиях изменения крупных русловых форм протекают медленно и проявляются в морфологии речных долин и строении аллювиальных толщ. Под влиянием хозяйственной деятельности скорость этих процессов может быть изменена на порядки величин.
2. Речной сток
2.1. Формирование речного стока
Крупнейшему русскому климатологу А. И. Воейкову принадлежит выражение «реки — продукт климата». В этом определении подчеркивается ведущая роль климатических условий в формировании рек и их режима. Вместе с тем не следует забывать, что и другие компоненты природной среды (рельеф, почвы и растительность, геологическое строение и др.), а также хозяйственная деятельность человека влияют на сток рек и формируют их природный облик.
Если, по образному выражению географов, вода — это кровь ландшафта, то реки — это кровеносная система ландшафта, переносящая вещество и энергию и преобразующая сам ландшафт.
В этой связи важнейшее значение приобретает понятие «сток». Сток в широком смысле (как его понимал известный гидролог С. Д. Муравейский) — это процесс стекания воды с водосборов вместе с содержащимися в ней веществами и теплотой. Поэтому речной сток — важнейший элемент материкового звена глобального круговорота воды и веществ, а также мощный геологический агент, главнейший фактор, определяющий взаимосвязь между различными объектами суши и гидросферы.
Речной сток формируется в результате поступления в реки вод атмосферного происхождения, при этом часть атмосферных осадков стекает с реками в океан или бессточные озера, другая часть — испаряется. Однако при единстве атмосферного происхождения, в конечном счете, всех речных вод непосредственные пути поступления вод в реки могут быть различными.
Выделяют четыре вида питания рек: дождевое, снеговое, ледниковое и подземное. Атмосферное происхождение вод, участвующих в дождевом, снеговом и ледниковом питании рек, очевидно и не требует пояснения. Подземное же питание рек также формируется, в конечном счете, в основном из вод атмосферного происхождения, но прошедших более сложный путь. Оно определяется характером взаимодействия подземных (грунтовых) и речных вод. Направленность и интенсивность этого взаимодействия зависят от взаимного положения уровня воды в реке, высоты водоупора и уровня грунтовых вод, в свою очередь зависящего от фазы водного режима реки и гидрогеологических условий. В случаях постоянной гидравлической связи реки и грунтовых вод с переменным направлением их движения реки получают подземное питание в течение всего года, кроме пика половодья.
Именно подземное питание обусловливает постоянство или большую продолжительность стока реки в течение года, что и создает в конечном итоге реку.