Динамическая геоморфология - Ананьев Г.С.
ISBN 5-211-01618-1
Скачать (прямая ссылка):
Г еомо р ф о л огич еская роль собственно руслового и пойменного процессов резко различны. Русловой процесс приводит как к повышению, так и к понижению дна долины, что определяется динамическим состоянием русла. Пойменный процесс, состоящий в выпадении из потока паводковых вод тонких взвешенных наносов, только повышает дно долины (поверхность поймы), причем это повышение осуществляется во всех динамических состояниях, исключая под фазу выноса, когда пойма в долине вообще не образуется. Пойменный поток равнинных рек имеет небольшую глубину (0,5-2 м), малые скорости (0,3-0,5 м/с) и осуществляет аккумулятивную деятельность, в ходе которой накапливаются отложения пойменной фации аллювия. Скорость осадконакопления зависит от динамической фазы развития долины, среднегодовой мутности потока, расстояния от русла и степени заливаемости поймы, зависящей от ее высоты и подъема уровня воды в паводки. Она колеблется от 0,1 до 150 мм/год (Чернов, 1983). Пойменные потоки горных рек отличаются значительными скоростями и отлагают на пойме более грубый материал по сравнению с реками равнин.
В результате длительного осадконакопления поверхность поймы повышается и приближается к уровню паводковых вод, а пойменный поток оттесняется в русло (Лютцау, 1962). Это естественно вызывает усиление в его пределах боковой и глубинной эрозии, расширение русла за счет высокой поймы, превращение ее остатков в надпойменную террасу и образование новой, но более низкой поймы на место береговой отмели, возникшей в русле при его расширении. В дальнейшем процесс повторяется. Новая пойма постепенно нарастает в высоту и при этом снова вытесняет пойменный поток в русло, которое, перемещаясь в горизонтальной плоскости, вновь уничтожает пойму и одновременно создает на ее месте подобный же, но более низкий пойменный массив. В этом состоит суть взаимодействия русла и поймы, если рассматривать русловой процесс в течение длительного времени (столетия и тысячелетия). Очевидно, что сущность руслового процесса, рассматриваемого в узких и широких рамках, неодинакова.
Русловой процесс является саморегулирующимся, причем регулирование осуществляется через транспортирующую способность потока Rr под которой понимается такой предельный расход наносов, сверх которого он при данных гидравлических характеристиках перемещать твердый материал не способен (Маккавеев, Чалов, 1986). R находится в прямой зависимости от уклона J и расхода воды Q и определяется по Н.И. Маккавееву (1955) из
159
выражения
R= AJnQm,
где А - коэффициент, зависящий от неравномерности стока, характера коренных пород, слагающих русло, и механического состава наносов. Его величина варьирует в широких пределах от 0,24 до 2,94. Значение показателя т для равнинных рек близко к 2, а для горных - к 3. Величина показателя п, зависящего от соотношения влекомых и взвешенных наносов, близка к 1.
Размыв, происходящий при недогрузке потока наносами, приводит к увеличению поперечного сечения потока, к уменьшению скоростей его течения. Транспортирующая способность потока при этом снижается, и размыв сменяется отложением наносов. Но осаждение наносов приводит к уменьшению поперечного сечения потока и увеличению скоростей. Транспортирующая способность потока в этом случае возрастает, и аккумуляция сменяется размывом. В итоге русло приобретает форму, обеспечивающую прохождение по нему максимального количества наносов. Таким образом, взаимодействие потока и русла осуществляется через обмен наносами между ними. Это является основой саморегуляции процессов. То же самое можно сказать и о взаимодействии русла и поймы. Осаждение наносов на пойме приводит к сосредоточению потока в русле и к размыву поймы, в ходе которого осевшие на ней наносы поступают обратно в русло. Осаждение наносов в русле стимулирует образование новой поймы, на которой накапливаются наносы, поступающие туда из русла. Таким образом, русловой процесс обладает способностью к саморегулированию не только на собственно русловом, но и на пойменном уровне.
Направленность руслового процесса на поперечном сечении водного потока определяется соотношением между его транспортирующей способностью и фактическим поступлением наносов. Когда приток наносов меньше транспортирующей способности потока, в русле господствуют эрозионные процессы, и его дно в таком случае понижается. В тех случаях, когда приток наносов находится в соответствии с транспортирующей способностью потока, осуществляется транзит наносов, в ходе которого дно реки сохраняет свое гипсометрическое положение, что является признаком равновесного состояния русла. Если приток наносов превышает транспортирующую способность потока, то значительная их часть оседает на дне реки, благодаря чему оно перемещается вверх. Учитьюая вышеизложенное, а также влияние на динамику русла коренных пород, рассмотрим динамическую классификацию русел, заимствованную у A.B. Караушева (1969) и приведенную нами в соответствие с концепцией динамических фаз развития долин (рис. 25).
Согласно этой классификации действующие русла по направ-
