Динамическая геоморфология - Ананьев Г.С.
ISBN 5-211-01618-1
Скачать (прямая ссылка):
Множество по-разному сопряженных элементарных водосборных бассейнов образуют более сложные речные бассейны.
СТРОЕНИЕ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ
Иногда у бассейнов с постоянным водотоком русла уже имеется неширокое плоское дно, на которое опираются склоны различной длины, крутизны и экспозиции. Элементарные водосборы обычно размещаются в верховьях, ближе к в о до р аз де л ьным линиям, но нередко они образуются на склонах, непосредственно примыкающих к руслу с постоянным водотоком. Речные бассейны отличаются друг от друга своими размерами, водностью и режимом руслового стока воды, влекомых и взвешенных наносов, а также строением. А чем больше по площади речной бассейн, тем более сложным строением он обладает. Самые малые из дренажных бассейнов имеют площадь менее 1 км2. Самый крупный из них - бассейн р. Амазонки - охватывает площадь свыше 7 млн км2.
При всем многообразии размеров, форм в речных бассейнах
242
наблюдаются достаточно строгие закономерности в их строении. Одним из первых еще в начале прошлого столетия на эти закономерности обратил внимание Плайфер, отметив, что всякая река состоит из главного русла и притоков, каждый из которых имеет строго определенные размеры, а в совокупности они образуют систему сопряженных до дин со скоррелированными уклонами (Асеев и др., 1988).
a S 6
Рис. 50. Кодирование порядков водотоков (по Р. Хортону): а - дихотомическая система нарастания порядков вниз по течению; о - первый отап кодирования Хортона по дихотомической системе с целью определения порядка главной реки; в - перекодирование и окончательное определение порядков рек в бассейне
Опираясь на представления Плайфер а, строение речных бассейнов детально исследовал Р. Хортон (1948). Им были выявлены и описаны главные закономерности строения речных бассейнов, важные для анализа их происхождения, эволюции и истории развития. В основе его анализа лежит некоторое правило разделения речных водотоков на порядки, с помощью которого он смог сопоставить друг с другом даже внешне непохожие речные бассейны. К первому порядку он отнес водотоки, не имеющие притоков. Водоток второго порядка образуется от слияния двух водотоков первого порядка. Для образования водотока -третьего порядка необходимо слияние двух водотоков второго порядка и так далее по дихотомической системе. Если встречаются два водотока порядка п, они, объединяясь, дают начало водотоку порядка n-fl. Заметим, что слияние разнопорядковых водотоков таких изменений не дают. Так, например, после впадения в реку четвертого порядка ее притоков первого, второго или третьего порядков порядок главной реки не изменяется. Таким образом, Р. Хортон определяет порядок реки в ее низовьях. После чего он выделяет главную реку и основные ее притоки, а затем, и на это
243
следует обратить внимание, проводит перекодирование (рис. 50). В результате главная река от своих верховьев до низовьев не изменяет свой порядок.
После проведенного ранжирования ему удалось показать, что существует определенная связь между порядком реки и размерами площади ее водосбора и в каждом конкретном речном бассейне существует связь между порядком реки и числом встречающихся в нем водотоков, их длиной, углами наклона продольного профиля и густотой речной сети. Было установлено также, что существует определенное постоянное отношение между числом разнопорядковых водотоков, соотношение длин разнопорядковых водотоков и их уклонов. Эти отношения Р. Хортон записал в виде простых отношений. В дальнейшем они многократно проверялись и получили название законов Хортона. А сам анализ этих бассейнов часто называют Хортон-анализом. Р. Хортон вводит в анализ четыре основных вида отношений, которые остаются постоянными для каждого из речных бассейнов:
1) П - отношение бифуркации; оно вычисляется как отношение числа потоков даного порядка к числу потоков следующего, более высокого порядка:
П =
где пк - число водотоков данного порядка, а п*+1 ~ число водотоков следующего, более высокого порядка;
2) г* - отношение длин потоков; отношение средней .длины потоков данного порядка к средней длине потоков следующего, более высокого порядка:
г/ =
где Ik - средняя длина водотока данного порядка; - средняя длина водотоков следующего, более крупного порядка;
3) гр - отношение уклона русла реки данного порядка к уклону русла следующего, меньшего порядка:
Ч
гР =--,
TJB-L
где %к - средний уклон русла данного порядка, a ik-i - средний уклон русла следующего, меньшего порядка;
4) г8 - отношение продольного уклона русла к уклону склонов . долины для данного потока или водосбора: \
*Ч т* = —'
OLk
244
где гjb - уклон русла данного порядка, ctk - уклон средних склонов, опирающихся на русло данного порядка.
'Из этих отношений получены следующие законы:
1. Закон числа русел порядка к:
где п - отношение бифуркации, s - порядок главной реки, к -порядок искомой реки.
2. Закон общего числа русел N в бассейне реки порядка s:
где гь - отношение бифуркации; s - порядок главной реки.
3. Закон средней длины водотока порядка к:
