книги из ГПНТБ / Финаров Д.П. Динамика берегов и котловин водохранилищ гидроэлектростанций СССР

Районирование береговой полосы успешно выполняется Г. С. Золотаре­ вым (1961) и другими исследованиями, но заканчивается выделением-естест­ венных типов склонов с их инженерно-геологической оценкой.

Составление фонового прогноза переформирования берегов Волгоград­ ского водохранилища с расчетами на отдельных поперечниках в характерных местах выполнено О. Г. Григорьевой (1963 г.). Для расчетов приняты тео­ ретические зависимости, разработанные Н. Е. Кондратьевым (1960 г.).

В настоящей работе при районировании выделяются типы и виды бере­ гов, которые получают развитие в условиях водохранилища.

Выделение районов, типов берегов и составление прогноза можно пока­ зать на примере Красноярского водохранилища. Анализ строения и развития долины Енисея применительно к новым проектируемым условиям позволил выделить районы и типы берегов, отличающиеся величиной переформирова­ ния береговой полосы. В связи с различными структурно-тектоническими усло­ виями и осторией формирования участок долины р. Енисея, где образовано водохранилище, четко разделяется на восемь районов — морфодинамических систем, различающихся величиной переработки берегов: Абаканский, Тубинский, Сыдо-Ербинский, Батеневский, Новоселовский, Куртакский, Дербинский и Восточно-Саянский (рис. 32).

Выполненный автором прогноз переформирования берегов Красноярского водохранилища получил подтверждение материалами натурных наблюдений. Если сравнить прогноз переформирования берегов, составленный автором в 1964 г. и затем уточненный и опубликованный в 1969 г. (Труды координа­ ционных совещаний по гидротехнике, вып. 59. Л. «Энергия», 1970 (ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева)), с фактической переработкой берегов и направленностью их развития в первые годы эксплуатации Красноярского водохранилища, приводимую автором (рис.32), то можно убедиться в полном совпадении про­ гноза с фактическими данными. Лишь в некоторых местах наблюдались менее значительные обрушения берегов, что связано не с принципами метода, а с де­ тальностью изучения рельефа и масштабом составляемой карты прогноза.

Расчеты зоны переработки берегов выполняются по аналогии с берегами существующих водохранилищ путем сравнения геоморфологического и геоло­ гического строения берегов. Расчету предшествует определение критериев гео­ морфологического подобия.

Расчет переформирований типов или видов берегов, производится следую­ щим образом. Ширина отмели (В) для стадии абразионных отмелей опреде­ ляется по формуле B = Hjiga, где Я — глубина на внешнем краю отмели, при­ нимаемая на основании данных натурных наблюдений на водохранилищах-мо­ делях или данном водохранилище, а — угол отмели, принимаемый на основа­ нии данных натурных наблюдений на водохранилищах-аналогах или данном водохранилище на нейтральных берегах сходного строения (рис. 82).

Для стадии абразионно-аккумулятивных отмелей и становления берегов и стадии динамического равновесия ширина отмели (В) определяется по более сложной формуле:

мели и пляжа, принимаются по аналогии или данном водохранилище и дан­ ном участке.

Подчеркиваем, что эта формула имеет лишь вспомогательное значение в общем прогнозе применения геоморфологических моделей.

Уклон надводного откоса принимается по аналогии. Величина зоны пере­ формирования денудационно-абразионных и оползнево-абразионных берегов производится по аналогии.

216

Другим примером может быть прогноз переформирования берегов Саян­ ского водохранилища, составленный автором путем применения геоморфоло­ гических моделей.

Анализ строения и состояния устойчивости склонов Саянского водохрани­ лища показал, что в его пределах выделяются два района, Отличающиеся ус­ ловиями и величиной переработки берегов: Тувинский озеровидный и За­ падносаянский каньонообразный.

Долина Верхнего Енисея (Улуг-Хема) в Тувинской котловине отличается значительной шириной (от 4 до 6 км), широким распространением на ее скло­ нах наклонных проллювиальных и проллювиально-аллювиальных равнин, поймы, низких аккумулятивных (I и II) надпойменных террас, разветвлен­ ностью русла и большими площадями пойменных островов.

Высокие эрозионные IV 40—60-метровая, V 70—80-метровая и VI 100метровая террасы выражены лишь при устьях рек небольшими участками.

При пересечении Западного Саяна р. Енисей сформировала узкую скали­ стую долину антецедентного происхождения, называемую «Саянским ущель­ ем». Долина большей частью симметричная, с крутыми склонами (40—50°). Глубина вреза долины 600—1000 м в центральной части Западного Саяна и 200—300 м на его периферии.

Средняя ширина долины от 250 до 500 м. В долине р. Енисей выражена

небольшие участки более высоких террас. По строению террасы в основном

склоны по генезису: обвалыю-осыпные, обвальные, делювиальные, оползнево­ обвальные и на «займищах» террасированные. Все склоны сформировались на

субстрате метаморфических и интрузивных пород и имеют голоценовый или верхнечетвертичный возраст.

Склоны долины р. Енисея повсеместно являются сложными, состоящими из участков, различных по своему генезису, и ни один из указанных склонов в чистом виде не будет берегом водохранилища.

Различаются следующие исходные типы склонов Саянского водохранили­ ща по генезису и состоянию устойчивости.

1.Устойчивые обвалыю-осыпные верхнечетвертичные склоны, переходящие

вделювиальные и опирающиеся на поверхность высокой поймы, I или II надпонменнои террасы (рис. 83). Эти склоны обычно покрыты хвойно-мелко­ лиственным лесом, сплошь задернованы и характеризуются выпуклым профи­ лем с двумя перегибами. За вторым перегибом на высоте 500—550 м распо­ ложен делювиальный склон с уклонами 10—15°. Сложены обвалыю-осыпные склоны обычно щебнистыми отложениями с суглинистым и супесчаным за­

полнителем сравнительно небольшой мощности (от 1 до 2—5 м), прикрываю­ щими метаморфические и местами интрузивные породы. Данный тип склонов имеет небольшое распространение и характерен для приплотинного участка.

При наполнении и эксплуатации водохранилища не следует ожидать больших переформирований, которые должны ограничиться в первые 10— 12 лет небольшой зоной обрушения обвально-осыпных отложений и наиболее выветрелой зоной коренных пород, обычно в пределах до 40—50 м.

2. Неустойчивые обвально-осыпные современные склоны, переходящие в обвально-осыпные верхнечетвертичные и делювиальные склоны (рис. 84). Та­ кие склоны развиты в тех местах, где р. Енисей или ее притоки размывают склоны. Эти склоны характеризуются выпуклым профилем с двумя переги­ бами. Первый перегиб отделяет современный обвально-осыпной склон от об­ вально-осыпного верхпечетвертичного, более выположенного (40—45°). За вторым перегибом на высоте 500—550 м расположен делювиальный склон с уклонами 10—12°. На центральном и южном участке в Западном Саяне и в Туве второй перегиб расположен на высоте от 600 до 700 м. Обвально-осып­ ные части склона здесь более крутые (от 50 до 70°), часто почти отвесные, скалистые, обычно незадернованные, местами с хорошо развитыми осыпями,

217

большей частью лишенные древесной растительности. Современные обвальноосыпные склоны, подмываемые рекой, обычно имеют ступенчатый профиль с обрывами высотой до 50—80 м и средней крутизной 45—50°, соответствую­ щей временной устойчивости склона, а пріі средней крутизне 60—70°, как

правило, характеризуются проявлением обвалов или обвально-осыпных про­ цессов.

В связи с дифференцированностью тектонических движений на южном участке Западно-Саянского района широко распространены склоны, угрожаю­ щие мелкими глыбовыми обрушениями и осыпными процессами.

При эксплуатации водохранилища величина переформирования этих склонов определится наличием обвально-осыпных процессов еще до паполне-

ния водохранилища. Активизация оовалов и осыпей будет вызвана значитель­ ными колебаниями уровня и абразии. Переформирование будет сопровож­

даться небольшими обвалами (до 4—5 м линейно) и за первые 10—-12 іет может местами достигнуть 40—50 м.

3.Устойчивые террасированные склоны характерны для «займищ» (Об-

надпойменных террас, ооычно эрозионные, не имеющие рыхлых отложений Уступы и площадки террас сложены коренными породами. Такие склоны не имеют широкого распространения. В условиях водохранилища размыву будут

VQ„„5; ^Устойчивые и условно устойчивые обвальные склоны. Эти склоны характеризуются выпуклым обвальным волнистым профилем в нижней части и выпуклым делювиальным склоном в верхней части. Наиболее крупные ката­ строфические обвалы приурочены к глубинным разломам в контактовых зонах

218

интрузивных и метаморфических пород (Большепорожской, Джойской, и др.). Образование катастрофических обвалов связано с проявлением тектонических движений, осложненных сейсмическими толчками в условиях крутосклоновой долины р. Енисей.

6. Неустойчивые и условно устойчивые обвально-осыпные, склоны, сло­ женные рыхлыми породами (супесями, песками, галечниками и т. п.). Эти склоны представляют собой задернованные или обнаженные уступы аллю- виалыіо-проллюшіалыіых и делювиальных равнин, низких аккумулятивных террас (высотой поймы I и II надпойменной террасы). Наибольшее распро­ странение эти склоны имеют в Тувинской котловине. Берега на таких участ­ ках будут обвально-осыпными абразионными.

7. Устойчивые пологонаклонные аллювиально-проллювиалыше, аллю­ виальные и делювиальные склоны имеют широкое распространение в Тувин­ ском районе в заливах по долинам р. Шагонар, Чаа-Холь, Эйлиг-Хсм и др. Эти склоны представляют собой поверхность аллювиально-проллювиалыіых равнин, высокой поймы, низких (I и II) аккумулятивных надпойменных террас и делювиальных шлейфов. Уклоны обычно от 3°00' до 1°. Берега водохранили­ ща на таких участках будут аккумулятивными или нейтральными.

Дальнейшие операции прогноза сводятся к анализу ветрового режима и гидрологического режима водохранилища для определения соотношения пер­ вичного рельефа и колебаний уровня, а в необходимых случаях волновой энер­ гии и высоты ветровых волн. В Тувинском районе при отметке у плотины НПУ уровни разной обеспеченности (от 95 до 1%) будут изменяться в сторону превышения над ЦПУ до 1 м, а на участке от г. Шагонар до п. Алды-Шипа (зона выклинивания) будут превышать ГІПУ от 1 до 4—5 м. При сработке водохранилища большая часть берегов Тувинского района' особенно в зоне вы­ клинивания, будет осушатьсй, что будет существенно влиять на их формиро­ вание.

Расчетная скорость ветра для Тувинского района принимается на 10-летпюю стадию 20 м/сек, так как ветер со скоростью 15—20 м/сек здесь наблюдается ежегодно. Максимальная расчетная скорость ветра принимается 30 м/сек, так как такая скорость ветра наблюдается один раз в 15 лет. Анализ строения котловины водохранилища, выявление соотношений уровенного ре­ жима и первичного рельефа и моделирование переработки берегов позволило выявить, что в Тувинском озеровидиом районе (длина береговой линии 126 км) наибольшее распространение в новых условиях получат абразионные, абра­ зионно-эрозионные и аккумулятивные берега. Распределение приглубых и от: мелых берегов обусловливается взаимным расположением затопленного русла р. Енисей, пойменных и надпойменных террас, а также коренных склонов по отношению к отметке ИПУ. Прогноз развития берегов Тувинского района по­ казан на схеме (рис. 85). ч

Широкое распространение в Тувинском районе получат денудационно-аб­ разионные берега, сложенные малоразмываемыми коренными породами. Об­ щая длина берегов этого типа составит 31 км или 24,6% периметра береговой линии Тувинского района. Ширина Зоны переформирования за первые 10 лет составит 10—20 м, а в конечную стадию практической значимости (стадия ди­ намического равновесия) — 100—120 м.

Обвально-осыпные абразионные берега, образующиеся в основном па участках конусов выноса временных водотоков, отличаются небольшим обру­

500 м. Длина берегов этого типа составит не более 17—18 км или 14,2% не-' риметра.

Обвально-осыпные переходные в денудационно-абразионные берега в 10-летнюю стадию будут подвергаться обрушению до 40—50 м и в конечную стадию— 100—150 м. Протяженность берегов этого типа составит 32 км или

24,8%.

Аккумулятивные берега будут формироваться в местах затоплений по­ верхности поймы, а также ложбин, сложенных делювиальными отложениями. Длина берегов этого типа составит 30 км.

219

Абразионно-эрозионные берега будут формироваться в верховой зоне на участке между г. Шагонар и пос. Алды-Шшіа. Общая их протяженность со­ ставит 16 км. Переформирование берегов у г. Шагонар в конечную стадию достигнет 150—160 м, а в первые 10 лет — не более 40—50 м.

На основании рекогносцировочных исследований и анализа имеющихся материалов изысканий может быть выполнен предварительный прогноз фор­ мирования берегов, необходимый для первых стадий проектирования и опре­ деления направленности изысканий. Примером может быть предварительный прогноз, составленный автором (1969 г.) для Западно-Саянского района.

В Западно-Саянском районе наименее устойчивыми в новых условиях бу- ' дут оползневые и обвальные слабоабразионные берега, развитие которых оп­ ределяется наличием оползней и обвалов еще до наполнения водохранилища.

После наполнения водохранилища образование новых оползней и обвалов обусловлено структурными условиями, наличием глубинных разломов, но­ вейших тектонических движений и абразионных процессов (район устья рр. Чинге, Большие Уры, Малые Уры, Абдыр, Б. Татарка и Голая). Общая протяженность этих берегов в первые годы эксплуатации составит 22 км или 1,15% длины береговой линии Саянского водохранилища.

При расчете ветровой волны и интенсивности проявления абразии в Са­ янском ущелье следует учитывать, что направление ветра здесь определяется направлением долины р. Енисей. Поэтому даже на суженных участках будет проявляется ветроволновая абразия, хотя и не такая интенсивная, как на расширенных участках «займищ», где разгоны волн будут достигать 8— 10 км. На участке у устья р. Чинге длина разгона волн будет не более 2,5 км. Расчетная максимальная скорость ветра составит 30 м/сек. Для десятилетней стадии переработки берегов принимается наблюдаемая здесь ежегодно макси­ мальная скорость ветра 20 м/сек. Поэтому максимальная высота волны у под­ ножья склонов у долины р. Чинге и на участке оползня-обвала составит 1,2 м. Абразионная переработка оползневого склона будет невелика и огра­ ничится в первые 10 лет подошвой склона, сложенной обвально-осыпным ма­ териалом, но не более 20—30 м. Однако это вместе с колебаниями уровня вы­ зовет нарушение устойчивости склона и движение старых оползней.

Сработка уровня Саянского водохранилища в безледоставный период в нормальные годы по водности очень незначительна, уровень до начала ноября будет на отметке НПУ. В маловодные годы сработка за безледоставный пе­ риод (до начала ноября) будет достигать 5,5 м. Эту величину следует учи­ тывать для десятилетней стадии переработки берегов.

Вместе с тем годовая сработка уровня Саянского водохранилища дости­ гает 40 м. Естественно, что такие значительные колебания уровня воды вы­ зовут попеременный подпор и разгрузку подземных вод в пределах береговой полосы водохранилища и приведут не только к оживлению старых оползней, но и образованию новых оползней-обвалов.

На оползневом участке в районе устья р. Чинге оползнево-обвальные про­ цессы охватят полосу протяженностью до 3 км. Учитывая рекомендации Е. П. Емельяновой (89], Г. С. Золотарева [24] и И. А. Печеркина [26], можно ожидать, что ширина оползневой зоны в первые 10 лет эксплуатации водохра­ нилищ здесь достигнет 200 м. Если судить о проявлении оползневых процес­ сов в конце верхнечетвертичного времени, т. е. применить геоморфологиче­ скую аналогию, то в конечную стадию ширина оползневой зоны достигнет 400—450 м. Значительное проявление оползневых процессов следует ожидать в приустьевой части долины р. Хемчик, приуроченной также к зоне СаяноТувинского разлома.

На участке долины реки Енисей в районе устья р. Беделиг в зоне сочле­ нения Тувинской котловины и Западного Саяиа следует ожидать развитие структурных оползней. Ширина оползневой зоны здесь может достигнуть

100—150 м.

Образование значительных оползней-обвалов и оживление старых ополз­ ней-обвалов следует ожидать в районе устья р. Большие Уры и Малые Уры. Структурные оползни шириной до 50—60 м в первые годы эксплуатации водо­ хранилища произойдут на правобережье у устья р. Голой и других местах.

221

Обвальные слабоабразионные берега получат развитие в местах совре­ менных и верхнечетвертичных обвалов, приуроченных к глубинным разломам (Джойский, Болыпепорожекий, Староверский и др.). Протяженность этих бе­ регов составит 10—И км или 0,8%.

Обвалыю-осыпныс переходящие в денудационно-абразионные берега, сло­ женные скальными метаморфическими сланцами, будут иметь протяженность около 190 км или 10,6%. В местах «займищ» и расширений при длине разгона 4—5 км следует ожидать ветровые волны высотой до 1,5 м. Поэтому обваль­ ные абразионные процессы й первые 10 лет достигнут 40--50 м.

вания берега будут происходить небольшие обвалы до 4—5 м. В дальнейшем эти берега будут денудационными слабоабразионными.

Аккумулятивные берега получат развитие в основном в заливах по доли­ нам рек притокам р. Енисей, а также заливам по балкам. Небольшие заливы по сухим долинам и балкам в конечную стадию, а местами уже после 10— 12 лет эксплуатации водохранилища будут выполнены наносами. Общая про­ тяженность аккумулятивных берегов 240 км пли 20,20%.

На рис. 86 показан прогноз формирования берегов Богучанского водо­ хранилища, расположенного в районах островной многолетней мерзлоты. Вы­ деление районов и моделирование переформирования берегов выполнено на основе анализа строения берегов с учетом нового гидрологического режима.

При составлении прогноза автором были использованы фактические дан­ ные о берегах Братского и других водохранилищ.

Прогнозирование формирования берегов водохранилищметодом геомор­ фологического моделирования может быть различного масштаба. На мелко­ масштабных картах могут быть выделены лишь основные типы берегов, а на

После установления ведущих процессов, типов и видов берегов, составле­ ния прогноза для всего водоема производятся расчеты переформирования бе­ регов на участках у населенных пунктов и народнохозяйственных объектов. Расчеты переформирования берегов на отдельных участках, по существу, не отличаются от расчетов по типам и видам берегов. Различие состоит лишь в детальности анализа береговой полосы. Пространственная задача решается путем детальной оценки расчетов на моделях. Для расчета и- прогноза необхо­ димо составить кривые фактического и прогнозируемого переформирования бе­ регов на участках-моделях или данном участке в абсолютных величинах или % обеспеченности аналогично рис. 58. При подборе для расчета морфологиче­ ских элементов берегов (уклонов, отмелей, откоса и др.) целесообразно исполь­ зовать данные об этих величинах па соседних участках-моделях нейтральных берегов сходного строения на данном водохранилище.

Составление прогноза переформирования берегов необходимо разделить на два или три этапа в соответствии с выделенными стадиями развития.

Если участок находится в стадии абразионно-аккумулятивной отмели, то глубина на ее внешнем крае может быть принята в расчет не только для бли­ жайших 20—25 лет, по и на стадию динамического равновесия с учетом за­ глубления отмели на участке-модели.

маются по аналогии с существующими водохранилищами. Но не меньше укло­ нов, выявленных на древних водоемах. Моделирование вида берега и подбор прогнозируемых элементов рельефа, основанные на геоморфологических моде­ лях, позволяют решить пространственную задачу, так как здесь учитывается

222

не только строение береговой полосы, ио также и развитие вдольбереговых потоков наносов.

Для составления прогноза в начальную стадию необходимо иметь график хода наполнения водохранилища. Для каждого промежуточного -бьефа расчет ведется по максимальному положению уровня водохранилища. При расчете переформирования берега в начальную и первую основную стадии необходимо учитывать, что в это время не наблюдается затухания процесса переформиро­ вания, а наоборот — его усиление.

Для установления величины обрушившихся пород в результате выветри­ вания необходимы натурные наблюдения, поэтому до получения точных натур­ ных данных могут быть приняты следующие величины с^учетом характера выветривания по зонам:

а) в лесной зоне обрушение береговых склонов в результате выветривания составляет в рыхлых, породах 10—15% от максимальных обрушений за год;

б) в лесостепной и степной зоне аналогичные обрушения составляют от

20 до 40%.

Продолжительность стадий определяется по аналогии со сходными ти­ пами берегов на аналогичных водохранилищах. Обычно, например, первая ос­ новная стадия для песчаных берегов продолжается не более 3—ß лет, а для суглинистых до 5—6 лет. Глубина на внешнем крае отмели, выявленная на­ турными наблюдениями в данном месте в первые годы нормальной эксплуата­ ции водохранилища, может быть принята в расчет для стадии абразионно-ак­ кумулятивной. Уклон отмели в расчетах должен быть не меньше угла отмели, выявленной в данном месте также натурными наблюдениями.

При расчетах верхнего и нижнего пределов размыва эта величина прини­ мается на основании данных натурных наблюдений в зависимости от состава пород, слагающих дно и берега, а также амплитуды колебаний уровня в пери­ од открытого русла.

Для расчета зоны переформирования абразионно-денудационных берегов необходимо натурными наблюдениями установить ширину зоны выветривания. Лишь после этого -возможно точное определение зоны обрушения берега в начальную и'все последующие стадий. Предварительные расчеты можно вы­ полнить на основании аналогий в сходных условиях.

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ БЕРЕГОВ

ИКОТЛОВИН ВОДОХРАНИЛИЩ

Вданной работе впервые предпринята попытка обобщить имеющиеся ма­ териалы наблюдений за переформированием берегов и котловин водохрани­ лищ СССР р освещена рельефообразующая роль водохранилищ с учетом ге­

незиса исходного рельефа и природной среды всего водосборного бассейна.

В основу исследований процессов формирования берегов и котловин водо­ хранилищ автор положил анализ геоморфологических изменений и последо­ вательное изменение форм рельефа, основываясь на выделении определяющего условия и ведущего процесса. Взаимодействие водной массы с берегом иссле­ довалось по результатам этого процесса, образованию и изменению форми­ рующихся форм рельефа. Такой подход позволил выделить генетические груп­ пы, а также типы и виды берегов. В результате исследований удалось уста­ новить, что берега в своем развитии, а также котловины водохранилищ п це­ лом, проходят несколько стадий развития.

Формирование котловин водохранилищ в целом нельзя отождествлять с развитием отдельных типов берегов, (обвально-осыпных абразионных,'ополз­ нево-абразионных и др.). Вместе с тем развитие типов берегов отражает общую эволюцию котловин водохранилищ.

Эволюция берегов и котловин водохранилищ представляет, по-существу, единый взаимосвязанный процесс, отражающий развитие природной среды не только в котловине, но и на всей водосборной территории. Направленность

223

эволюции берегов и котловин водохранилищ при определенных условиях забисит от интенсивности процессов заиления и занесения. Если для отдельных участков и типов берегов направленность их эволюции на весь период неустановившегося режима развития определяется походным рельефом, то эво­ люция котловин водохранилищ в целом обусловлена исходным рельефом, зо­ нально-провинциальным и региональным характером природной среды, что, в частности, может привести к изменению формирования берегов с абразион­ ного на аккумулятивный путь в связи с активными процессами заиления и за­ несения, а' также проявлением склоновых процессов. Вместе с тем закономер­ ности эволюции рельефа котловин связаны с гидродинамическими зонами во­ дохранилищ, имеющих различный характер в зависимости от первичного рель­ ефа котловины (долинной равнинной, горной долинной и озерной). Рельефо­ образующая роль донного плотностного течения проявляется в транспорте взвешенных наносов в средней и глубоководной зонах.

Наиболее активное переформирование берегов происходит в первые годы эксплуатации водохранилищ. Впоследствии наблюдается общая тенденция затухания этого процесса. Однако на фоне этой общей тенденции выделяются периоды усиления переформирования берегов, связанные с изменением экс­ плуатационного режима и форсировкой уровня выше отметок НПУ. Такие периоды усиленной переработки берегов наблюдались на большинстве водо­ хранилищ СССР.

Существенные отличия формирования берегов водохранилищ от морских берегов связаны с тем, что морские берега большей частью находятся в пе­ риоде установившегося режима развития. Берегами водохранилищ является исходный рельеф, формирование которого завершилось в субаэральных усло­ виях. В новых условиях водохранилищ происходит коренная перестройка бере­ говой полосы в соответствии с новыми условиями обводнения. Чрезвычайно молодой водоем находится в противоречии со сравнительно древним ландшаф­ том побережий. Вследствие этого происходят интенсивные направленные и не­ обратимые изменения рельефа береговой полосы. Чем больше возраст ланд­ шафта побережья, тем более значительные изменения рельефа и природной среды в целом происходят при создании водохранилищ.

Автор различает три пути эволюции котловин водохранилищ: первый—ха­ рактерный для долинных равнинных водохранилищ, второй— свойственный горным долинным и небольшим предгорным водохранилищам, и третий—эволю­ ция котловин озерных водохранилищ. Развитие котловин равнинных долинных водохранилищ теоретически должно завершиться образованием изолированных котловин водоемов. В эволюции котловин и берегов горных водохранилищ оп­ ределяющую роль играют процессы заиления и занесения. Формирование их завершается полным занесением котловин и образованием речного водотока — восстановлением прежнего динамического равновесия реки.

Стадиальный характер развития берегов водохранилищ проявляется в развитии котловины в целом, а также в развитии различных типов берегов. В развитии котловин равнинных водохранилищ выделяются четыре стадии: начальная, стадия преобладания абразионно-аккумулятивных процессов- в бе­ реговой зоне и интенсивной седиментации, стадия преобладания неволновых денудационных и аккумулятивных процессов и стадия разделения водохрани­ лища на изолированные котловины. Во втором пути эволюции котловин водо­ хранилищ автором выделяются три стадии: начальная, стадия активного пере­ формирования берегов и интенсивного переформирования ложа и стадия от­ мирания водохранилищ и формирования речного водотока. При создании озерных водохранилищ в формировании их котловин стадия интенсивного пе­ реформирования берегов и ложа сменяется стадией затухания этих процессов.

Автором в развитии абразионных берегов водохранилищ установлены че­ тыре стадии: начальная стадия, связанная с периодом первоначального на­ полнения водохранилищ, стадия абразионных отмелей и максимальных обру­ шений берегов, стадия абразионно-аккумулятивных отмелей и становления бе­ регов и стадия динамического равновесия. Динамическое равновесие, когда пе-

224

реработка берегов практически прекратилась, может быть нарушено в резуль­ тате изменения ^эксплуатационного режима и изменений природных условий. Большая часы, берегов водохранилищ в настоящее время находится в стадии абразионно-аккумулятивных отмелей и становления берегов. Профиль подвод­ ной части берегов водохранилищ, сложенных рыхлыми породами со значитель­ ной сработкой, представляет собой вогнутую ломаную линию, связанную со ступенчатым характером'отмели.

Формирование отмелей и их сезонные изменения сопровождаются обра­ зованием' и развитием подвижного аккумулятивного слоя, являющегося наибо­ лее динамичной формой рельефа. Массовые перемещения частиц подвижного аккумулятивного слоя совершаются во взвешенном состоянии, путём сальтации и качения вследствие асимметрии волновых движений и течений. Характер развитая подвижного аккумулятивного слоя существенно меняется в различ­ ные стадии развития берегов.

В стадию абразионных отмелей вследствие большой крутизны первичного рельефа и проявления силы тяжести на вновь образовавшейся сравнительно крутой отмели, перемещение подвижного аккумулятивного слоя происходит к основанию склона. Роль волны и волноприбойного потока сводится к удар­ ному воздействию, взвешиванию и перемещению частиц грунта вследствие асимметрии волновых движений. Однако в связи со значительной крутизной первичного рельефа и отмели перемещение обрушенного и размытого мате­ риала происходит вниз к основанию склона непосредственно под действием силы тяжести и обратного прибойного потока. Мелкоземистые взвешенные частицы большей частью выносятся течениями и волноприбойным потоком за пределы отмели и основания склона. Основную роль в перемещении подвиж­ ного аккумулятивного слоя вниз по отмели играет обратный волноприбойный поток, мощность которого определяется крутизной отмели, определяющей воздействие силы тяжести. Чем больше уклон отмели, тем мощнее обратный прибойный ноток и тем сильнее его разрушающая сила и способность к пере­ носу разрушенного материала вниз по отмели или склону. По мере сработки уровня водохранилища перемещается зона формирования обратного прибой­ ного потока и подвижный аккумулятивный слой.

При этом необходимо отметить, что обратный поток управляется не толь­ ко имеющимся уклоном отмели, а также плановым строением берега и от­ мели. Берега, сложенные рыхлыми или коренными породами, подверженными размыву ветровыми волнами, обычно приобретают фестончатый характер вследствие проявления рефракции и разрыва фронта волны и прибойного по­ тока. В условиях фестончатого берега движение обратного потока определя­ ется строением фестона (их величиной и плановым расположением и фестон­ чатым строением поверхности и края отмели). Наиболее крутая часть отмели формируется против наиболее вогнутой части фестона, где образуется наибо­ лее мощный обратный ноток. В стадию абразионных отмелей в связи с отсут­ ствием пляжа и значительного слоя рыхлых осадков на отмели фильтрацион­ ные потери обратного прибойного потока отсутствуют.

Формирование пляжа наблюдается в следующую абразионно-аккумуля­ тивную стадию развития берега. По мере роста подвижного аккумулятивного слон и мощности пляжа возрастают фильтрационные потери. Вдольбереговое движение наносов начинает существенно сказываться в абразионно-аккумуля­ тивную стадию.

В начальную и абразионную стадию у основания подводного склона образуется фация неволновой аккумуляции, затем по мере выработки отмели волновая обработка материала повышается. В стадию абразионно-аккумуля­ тивных отмелей по мере расширения и выполаживания отмели передвижение аккумулятивного слоя замедляется, увеличивается волновая обработка обру­ шенного материала и формируются сортированные отложения волновой фации. Но и в эту стадию происходит преимущественное движение аккуму­ лятивного слоя вниз но склону, хотя и при значительном участии вдольбере-

гового движения наносов.