ФОРМИРОВАНИЕ РУСЕЛ РЕК И ИХ УСТОЙЧИВОСТЬ
Продольные и поперечные профили рек. Продольный профиль речной долины имеет вид плавной кривой, уклон которой уменьшается вниз по течению. В связи с этим соответственно убывают средняя скорость течения и средний диаметр переносимых рекой наносов.
В верхнем течении, где уклоны и скорости наибольшие, обычно преобладает глубинная эрозия; в среднем течении наблюдается в основном боковая эрозия, а в нижнем течении, где уклоны и скорости сравнительно малы, происходит отложение наносов. С течением времени продольный профиль речной долины постепенно изменяется.
Формы поперечного сечения реки на различных участках также различны. В верхнем течении поперечный профиль имеет форму ущелья и сравнительно небольшую ширину; в среднем течении большинство рек при основном русле имеют хорошо развитую пойму; в нижнем течении реки обычно прокладывают свое русло в собственных отложениях, часто возвышающихся над прилегающей территорией.
Боковая эрозия. Основное русло рек обычно имеет извилистую форму в плане, которая образуется в результате боковой эрозии русла. Причинами боковой эрозии служат: поперечная циркуляция, свойственная всякому поступательному движению жидкости; центробежные силы, возникающие на изгибах русла; действие Кориолисовой силы, связанной с вращением земного шара; неустановившийся характер руслового потока и разные случайные обстоятельства (обвалы берегов, засорение русла, волновые явления и др.).
Наиболее сильно на боковую эрозию влияют центробежные силы, возникающие на поворотах русла, действующие по направлению радиусов кривизны.
Так как скорости течения уменьшаются с глубиной, то и центробежные силы также убывают. Под действием этой системы сил равновесие жидкости в поперечном сечении нарушается.
Отдельные частицы воды, участвуя одновременно в продольном и поперечном течении, в результате двигаются пo сложным винтообразным траекториям, поэтому живое сечение реки на криволинейном участке никогда не бывает симметричным.
Другой причиной, способствующей возникновению боковой эрозии и поперечной циркуляции, является вращение земного шара (закон Крриолиса).
Еще в 1934 г. на основании экспериментальных исследований А. И. Лосиевский установил, что поперечная циркуляция является основным свойством всякого поступательного движения жидкости, которая на изгибе русла лишь усиливается, но существует и на прямолинейном участке.
Вследствие указанных причин и ряда других обстоятельств все без исключения русловые потоки представляют собой непрерывный ряд извилин, лишь изредка прерываемых короткими более или менее прямолинейными участками. Следовательно, извилистая форма речных русел в плане естественна и наиболее устойчива.
Основные зависимости между элементами речного русла. В результате длительного взаимодействия потока и русла устанавливается определенная связь между кинематической структурой турбулентного руслового потока, формой русла и размерами частиц, слагающих русло. Изучение основных зависимостей между элементами естественных русел (морфометрических характеристик) имеет важное практическое и научное значение.
Для рек в аллювиальных руслах С. Т. Алтунин устанавливает два основных типа поперечного профиля:
первый с размываемым дном и неразмываемыми берегами, который соответствует зарегулированным руслам скрепленными берегами; второй — с размываемым дном и берегами, что соответствует естественному и незарегулированному состоянию русла на устойчивых и прямолинейных участках.
Классификация рек по степени устойчивости русел. Такая классификация рек вытекает из самой сущности механизма русловых процессов, заключающейся в непрерывном взаимодействии потока и русла. В этом двустороннем процессе взаимодействия и взаимоуправления та или другая сторона обычно имеет перевес. Если при сравнительно малой подвижности твердых частиц, слагающих русло, направляющее воздействие русла на поток имеет длительный и мало изменяющийся характер, то река считается более устойчивой, и, наоборот, если подвижность частиц велика, река быстро и беспорядочно меняет свое русло, то она считается малоустойчивой.
Волков И. М., Кононенко П. Ф., Федичкин И. К., Гидротехнические сооружения, М., Колос, 1968
