книги из ГПНТБ / Земляновский, Д. К. Общая лоция внутренних водных путей учеб. пособие

Размеры заструг зависят от формы русла, глубины и скоро­ сти течения. Иногда крупные заструги тянутся до противополож­ ного берега. Высота заструг на больших реках достигает 1—2 м. Закономерности роста и перемещения заструг такие же, как и гряд. Над застругами течение обычно неровное, вызывающее рыскливость судов. При больших скоростях течения заструги

размываются. Поэтому заструги, тянущиеся от песков, доходя до приглубого берега, где обычно большая скорость течения, среза­ ются.

К о с ы представляют собой невысокие песчаные отмели, вда­ ющиеся в русло длинным клином. Речные косы (рис. 21,3) при­ мыкают обычно к выпуклым песчаным берегам.

Образуются косы из крупных заструг в результате постепен­ ного роста последних. В меженный период у яров скорости течения больше, поэтому ухво­ стья заструг песка перемещаются быстрее своих оснований. В результате заструги все больше вытягиваются и в то же время пере­ мещаются вниз по течению. Конечные застру­ ги песка в соответствии с направлением пото­ ка, вытягиваясь в русло в виде клина, создают начало косы. Постепенно укрепляясь, коса уве­ личивается в размерах. При дальнейшем ро­ сте косы ее ухвостье 2 может соединиться с берегом. За год коса может переместиться на несколько сот метров.

З а т о н и н о й 1 называется залив между берегом и ухвостьем косы.

За к о с к о м 4 называется небольшая под­ водная песчаная коса.

За м а н и х а — это большая подводная за­ струга 5 с крутым подвальем, вдающаяся да­

леко в русло. Она опасна для судов, идущих вверх и использую­ щих тиховод вдоль песков.

П о б о ч н е м называют большое наносное образование в рус­ ле реки, примыкающее к выпуклому берегу. Побочень может за­ канчиваться косой, закоском, заманихой.

П о б о ч н я м и называют, в некоторых случаях косы, обра­ зующие перекат.

40

риод половодья побочни в некоторых случаях образуются у яров, где происходит встреча потоков, идущих по пойме и меженному руслу. Такие побочни неустойчивы. В меженное время поток, раз­ мывающий яр 1 (рис. 22,а), иногда встречает твердую породу 2 и отклоняется к противоположному берегу. Ниже твердой поро­ ды образуется тиховод, где откладываются наносы и формирует­ ся побочень 3.

Отклонение основного течения от размываемого берега может происходить и по другим причинам (ветер, затопленный предмет или судно, переформирование русла и т. д.). В местах выхода к реке ов­

высыпка 5, сложенная из крупных, наносов. Ниже в области тихого те­ чения образуется побочень 6.

Ш а л ы г о й называется отдель­ но лежащая подводная отмель, об­ разовавшаяся на судовом ходу и перекате. Шалыги возникают в ре­

зультате местных русловых переформирований на перекатах с легкоподвижными наносами, а также за судами, вставшими на мель на перекате, или за затонувшими крупными предметами (за ними образуется затишье, благодаря которому откладываются на­ носы). После снятия судна с мели или подъема предмета в русле

или частично обнаженных подвижных островов или отмелей, не примыкающих к берегу.

Осередки сужают и искривляют судовой ход и уменьшают глубину. Возникают они за горным рынком, при слиянии двух рек, над препятствием в русле. Осередки образуются из наносов, шалыг и крупных гряд.

Во время половодья стрежневое течение, проходя мимо гор­ ного рынка, с большой скоростью отходит к противоположному берегу (рис. 23, а). За рынком образуется затишье, где отклады­ ваются наносы. При спаде воды и снижении скорости течения часть воды, обтекая горный рынок, формирует из наносов осе­ редок.

В период половодья, а чаще при заторах, вода, устремляясь через низкую косу, отделяет ее от берега, образуя осередок

41

(рис. 23,6). Такой осередок обычно неустойчив. В дальнейшем он может опять соединиться с косой или сместиться вниз по те­ чению.

При слиянии двух рек вскрывшаяся ранее река оттесняет те­

ет течение первой реки и, разрабатывая наносы, формирует осе­ редок. В межень при слиянии рек создается майдан, ниже кото­ рого располагается сформированный весной осередок.

О с т р о в а образуются в результате разрастания осередков или отторжения участков поймы при спрямлении русла.

Верхнюю часть острова или осередка называют приверхом, нижнюю — ухвостьем. Вследствие подпора и скопления наносов

Рис. 23

приверх может иметь форму косы. Ухвостье обычно представля­ ет собой косу, возникшую в зоне пониженных скоростей потока

зывают русло, по которому он проходит. Если меженный фарва­

ходящий по пойме в стороне от основного русла.

Форма островов меняется под действием течения, особенно во время половодий и заторов. Бывает, что они размываются и ис­ чезают, а иногда укрепляются и растут.

§ 10. ГЛИНИСТЫЕ И КАМЕНИСТЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ В РУСЛЕ

К глинистым и каменистым образованиям в русле отно­

42

рушает рыхлый берег вокруг нее. В дальнейшем печина оказы­ вается в отдалении от подмываемого берега и превращается в

Грядой также называют каменистую косу. Течение на грядах бы­ строе, неровное, со скоростью до 2—5 м!сек. Судовой ход обычно глубокий, но узкий и извилистый.

О г р у д к и — небольшое обособленное скопление камней, ча­ ще всего около берега. Иногда огрудками называют небольшие каменистые осередки.

О п е ч к и — небольшие подводные галечные бугры на дне ре­ ки. Они образуются при весенних ледоходах, когда лед, упираясь в дно, нагромождает на дне гальку.

О д и н ц ы — камни больших размеров, лежащие отдельно в русле. Их переносит весенний ледоход, донный лед, они попа­

гда достигает 18 км/ч. Судовой ход обычно извилист и стеснен камнями. Пороги образовались в местах пересечения рекой ска­ листых мест (верхний Енисей) или мест с нагромождением об­ ломков горных пород, оставшихся от ледникового периода (Нева, Западная Двина и др.). Пороги — наиболее трудные и опасные для движения судов участки. Иногда пороги совершенно непро­

стей речного потока, неоднородности грунта дна и берегов и бо­ кового размыва русла.

По той или иной причине отклоняясь от прямолинейного на­ правления, поток размывает берег и несет продукты бокового размыва к противоположному берегу, где из-за слабого течения происходит отложение наносов и формируется выпуклый берег. Этот процесс продолжается непрерывно.

Извилистость русла меняется как на протяжении многих лет, так и в пределах одного года. Извилистость рек в скальных грун­ тах зависит от характера залегания и прочности пород.

Извилины бывают пологими и крутыми, длинными и корот­ кими. Степень разветвления рек неодинакова — разветвления могут быть на отдельных участках реки или ид всем ее протя­ жении.

43

Виды изгибов и коэффициент извилистости. Изгибы, образуе­ мые руслом, в зависимости от их величины и положения называ­

течения у вогнутых берегов, подмывает их и увеличивает тем са­ мым протяжение и кривизну излучин (рис. 25, а). Этому способ­ ствует и то, что продукты размыва откладываются у выпуклых берегов. Наибольшему размыву излучина подвергается несколь­ ко ниже середины вогнутости. Поэтому наряду с увеличением длины излучины происходит постепенное ее перемещение по на­ правлению течения реки (рис. 25,6). Через десятилетия на месте вогнутого берега будет выпуклый и наоборот. С годами русло может прийти в прежнее положение.

Рост излучины приводит к увеличению длины реки между оп­ ределенными пунктами. В то же время падение уровня воды между этими пунктами остается прежним. В связи с этим уклон русла и скорость течения уменьшаются. Уменьшение скорости может достичь такого предела, когда поток не в состоянии будет размывать берега и рост излучины прекратится. Кроме того, рост излучины прекращается при уменьшении уклонов в связи с уст­ ройством плотин гидроузлов, при укреплении берегов, прибли­ жении излучин к берегам долины и т. д.

Во время половодья вода может размыть узкий перешеек в основании излучины и создать п р о м о и н у ( прорву ) , кото­ рая начинает усиленно развиваться, превращаясь в новое русло. Образование прорвы вызывает изменения в условиях судоходст­ ва. Вначале в прорве наблюдаются большие скорости течения, которые препятствуют движению судов. Глубины в излучине

44

постепенно уменьшаются, а ниже прорвы откладывается большое количество наносов, выносимых из прорвы. Выше прорвы возни­ кают свальные течения, неблагоприятные для судоходства. В слу­ чае необходимости начало и конец излучины соединяют искусст­ венным путем. Исследованиями установлено, что прокоп будет устойчив, если стрела прогиба излучины больше радиуса кри­ визны.

При развитии прорвы быстрее начинает мелеть верхняя часть старого русла, а в нижней обычно значительное время сохраня­ ется достаточная глубина, поэтому в нужных случаях ее исполь­ зуют для з а т о н о в — мест зимней стоянки судов (рис. 25, в).

Иногда начало и конец излучины заносит и она превращается в

Устойчивость речных русел. Под воздействием речного пото­ ка русло постоянно изменяется, причем на разных реках по-раз­ ному. Устойчивость русла зависит от многих факторов, и в пер­ вую очередь от уклона, скорости течения, характера и крупности частиц грунта. Чем крупнее частицы, слагающие русло, и медлен­ нее скорость течения, тем русло устойчивее.

По предложению русского инженера В. М. Лохтина устойчи­ вость русла принято характеризовать коэффициентом устойчиво­

Из выражения (13) можно заключить, что большему коэф­ фициенту соответствует большая устойчивость русла, и наоборот.

1 Коэффициент Лохтина не является единственным критерием для оценки устойчивости русла; им можно пользоваться для сравнительной оценки устой­ чивости русла близких по размеру рек.

45

бой скопление наносов, отложенных по всей ширине русла. Они вызывают местное уменьшение глубины, а в период низких уров­

более сложная задача речной гидрологии. Считается, что основ­ ная причина образования перекатов •— отложение в русле боль­ шого количества наносов. Это отложение происходит из-за пере­ груженности ими потока, уменьшения скорости течения, затуха­ ния внутренних поперечных течений и подпоров потока.

Наносы перегружают поток в случае их дополнительного по­ ступления при размыве берегов, при выносе из оврагов или при­ токов, сдувании песка ветром, а также при уменьшении скорости течения до такой, при которой перенос наносов становится для потока непосильным.

Отложение наносов в связи со снижением скорости течения происходит в основном в период половодья при наибольшей мут­ ности реки. Снижение скорости бывает весной на участках, ко­ торые оказываются в подпоре, и на участках, где направление меженного русла образует значительный угол с общим направ­ лением течения воды на пойме.

Подпор весеннего потока наблюдается при слиянии двух рек, а также перед местом сужения долины. Скорость течения умень-

46

шается при расширении долины, когда поток, выходя из ее узкой части, распластывается в пойме.

Перекат может образоваться перед крутым поворотом русла, когда повышенное сопротивление движению воды создает подпор потока, а также при появлении в русле случайных подводных препятствий, оползней и заторов.

Чаще всего перекаты находятся в местах перехода потока из одной извилины в другую. На таких участках поперечные тече­ ния одного направления затухают и зарождаются течения друго­ го направления, поэтому здесь по всей ширине русла откладыва­ ются наносы. Из отложившихся наносов формируется седловина переката.

В результате движения по инерции поперечные течения зату­ хают не сразу в конце изгиба, а на расстоянии от него, равном примерно 1,5 ширины русла. Поэтому на коротких участках рус­

не иметь затонной части; в этом случае плесовые лощины не за­ ходят одна за другую);

в ы б о и н а 12 — разработанное потоком углубление в верх­ ней части нижней косы, направленное своим устьем против тече­

47

В отличие от перекатов перевалы имеют напорный скат, очень плавно переходящий в отлогое подвалье без резко выраженного

съемки планов и карт должны быть приведены к одному услов­ ному уровню. Таким условным уровнем и является срезочный. Он устанавливается на основании многолетних наблюдений за уров­ нем воды. Для рек за срезочный принимают уровень низкой лет­ ней межени с обеспеченностью больше чем 90% от времени на­ вигации.

Скорости и направления течений на перекатах. В меженный период живое сечение на перекатах меньше, чем на плесах, а сле­ довательно, больше уклоны поверхности воды и скорости тече­ ния. От верхней плесовой лощины к гребню переката скорость течения увеличивается постепенно, причем максимальная ско­ рость перемещается от поверхности в глубину потока. К подвалью она достигает наибольшей величины, а за подвальем с увеличе­ нием глубины русла значительно понижается (см. рис. 26,6). Та­ кая разница в скоростях течения отрицательно сказывается на судоходстве, затрудняя проход судов через перекат.

Во время половодий и паводков распределение скоростей ме­ няется. На перекатах скорости становятся меньше, а на плесах больше. Это объясняется тем, что перекаты находятся на расши­ ренных участках русла и при половодье живое сечение перекат­ ных участков больше, чем плесовых. В половодье отметки корыта переката и отметки побочней выравниваются; основное течение направлено через пески нижнего побочня. В этот период уклоны

на уровень плесовой лощины. Уклон на гребне делается больше, чем в плесовой лощине, а водная поверхность приобретает попе­ речный уклон в сторону затонины. Поперечный уклон при низких уровнях значительно увеличивается, обычно превосходит средний продольный уклон на перекате и создает слив воды в сторону нижней плесовой лощины. При спаде воды, когда побочни пере­ катов осушаются, речной поток поворачивает, огибая нижний побочень, и создает корыто.

Вид продольных профилей водной поверхности на перекате при средних СУ и низких НУ уровнях показан на рис. 26, б. Чем ниже уровень воды, тем больше добавочное падение Ah' на пере­ кате. Выше начала свала воды через гребень устанавливается зо­ на спада длиной I. На подвалье образуется небольшой подъем водной поверхности, в связи с чем на гребне создается местное понижение уровня Ah. С повышением уровня воды зона спада I' удлиняется.

48