Современные русловые процессы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«Могилевский государственный университет им. А.А.Кулешова»

 

 

 

 

Факультет естествознания

Кафедра географии и

охраны природы

 

 

 

 

 

 

 

«Современные русловые процессы Восточно-Европейской равнины на примере территории Республики Беларусь»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Студентка 2 курса гр. "Г"

Иванова Марина Олеговна

 

Научный руководитель

Иванов Иван Иванович

 

 

 

 

 

 

 

Могилев 2020

Содержание

 

Введение                                                                                                           3

І. Реки как гидрологический объект                                                             4

1.1.Образование рек                                                                                          4

1.2.Типы рек                                                                                                      8

1.3.Русла рек                                                                                                     10

1.3.1.Формирование русел (альтернативные гипотезы)                                    12

1.3.2.Режим речного русла                                                                                16

Вывод по первой главе                                                                                   22

ІІ.Русловые процессы                                                                                     23

2.1.Физические причины и типизация русловых процессов                             23

2.2.Формы речного русла и их изменения                                                         24

2.2.1.Микроформы речного русла и их изменения                                           24

2.2.2.Мезоформы речного русла и их изменения                                              25

2.2.3.Макроформы речного русла и их изменения                                            26

2.4.Устойчивость речного русла                                                                       28

Вывод по второй главе                                                                                   29

ІІІ.История формирования и современные тенденции развития гидрографической сети                                                                                   30

3.1.Связь современной гидрографии  с тектоникой                                          30

3.2.Развитие гидрографической сети в позднем плейстоцене и голоцене        34

3.3.Современные русловые процессы и их влияние на формирование гидрографической сети                                                                                     38

3.4. Изменение русловых процессов и изменение русел в процессе инженерно-хозяйственной деятельности                                                                             40

Выводы по третьей главе                                                                               43

IV.Заключение                                                                                                 44

V. Литература                                                                                                  45

 

Введение

 

Русловые процессы – постоянно происходящие изменения морфологического строения речного русла и поймы, обусловленные действием текущей воды.Русловые процессы проявляются во взаимодействии потока и русла реки.

Изучение русловых процессов имеет большое практическое значение, так как от характера и интенсивности русловых деформаций зависит работа водного транспорта, эксплуатация водозаборных и мелиоративных сооружений, мостовых переходов, дюкеров газо- и нефтепроводов через реки и прочие направления хозяйственного использования рек.

Предмет исследования: реки территории Республики Беларусь

Объект исследования: русловые процессы рек

Цель:  охарактеризовать русловые процессы Республики Беларусь

Задачи:

·        Изучить образование, типологию и классификацию рек

·        Рассмотреть виды русловых процессов и причины их возникновения

·        Проследить историю формирования гидрографической сети Беларуси

·        Показать современные тенденции развития гидрографической сети Беларуси

Методы исследования:

·        Картографический

·        Описательный

·        Статистический

·        Сравнительный

·        Количественный

 

 

Реки на земном шаре

1.1.Образование рек

 

Река – это водоток значительных размеров, питающийся атмосферными осадками со своего водосбора и имеющий четко выраженное сформированное самим потоком русло.

К рекам обычно относят лишь постоянные и относительно крупные водотоки с площадью бассейна не менее 50 . Водотоки меньшего размера называют ручьями. Исходя из приведенного выше определения, к рекам не могут быть отнесены даже крупные, но временные водотоки, водотоки, не имеющие водосбора, водотоки с искусственным руслом, т.е. каналы.

Вода,  поднявшаяся из морей в виде водяных паров и выпавшая на поверхность земли в виде осадков, образует подземные и наземные потоки, ручьи и реки. Эти реки текут с возвышенных мест по уклону местности, соединяясь, и впадая друг в друга, стремясь попасть в свой первоисточник – море. Наглядным примером образования рек может служить слегка покатая дорога во время дождя. Я объясню образование рек на примере дороги и дождя.

Предположим, что мы вышли на дорогу в начале дождя. Когда дождь увеличивается, дорога начинает покрываться ручейками воды. Ручейки бегут по углублениям дороги, обтекают камни и булыжники. На вершине покатости видны только маленькие ручейки воды. Ниже число их становится меньше, но сами они увеличиваются по своим размерам. Спускаясь ещё ниже, они соединяются между собой и уже образуют большой и шумный ручей.

Выпавшая дождевая вода не может стекать равномерно распределенным слоем по всей поверхности земли, потому что поверхность земли неровна. И вода отдельными струями стремится в углубления. Неровности земной поверхности заставляют дождевую воду собираться в ручьи. Маленькие ручьи и водотоки, сливаясь друг с другом, образуют речки, которые, в свою очередь, соединяются с множеством других водных потоков и составляют большую многоводную реку. Та река, которая принимает в себя другие водные потоки и несет в своем русле воды всей речной системы в море или океан, называется главной рекой (например, Волга). Она всегда отличается своими большими размерами. Реки, которые вливаются в главную реку, называются своими притоками, причем притоки, впадающие в главную реку непосредственно, называются притоками первого порядка (Кама, Ока). Водные потоки и реки, впадающие в притоки первого порядка, называются притоками второго порядка (Москва, вливающаяся в Оку).

Поднимаясь от подошвы склона на вершину возвышенности, можно увидеть, что дождевые ручейки постепенно становятся меньше, а на вершине их вовсе не будет. Спускаясь по другому склону, можно обнаружить другие ручейки, текущие вниз в противоположном направлении. На вершине возвышенности вода разделяется, и одна часть ее течет в одну сторону, а другая – в противоположную.

Если подобным образом проследить любой из ручьев вверх по течению, то мы окажемся у истока ручья, и, наконец, достигнем возвышенности, по противоположному склону которой все ручьи текут вниз уже в противоположном направлении. Линии, или, вернее, полоса наибольших высот, разделяющая таким образом истоки рек, называется водоразделом. Водоразделы бывают ярко выраженные, например горные хребты, или неявные, когда простым глазом нельзя определить, где проходит линия наибольших высот. Такие водоразделы бывают в равнинных и болотистых местах. Иногда на равнине можно встретить такие места, где например, из одного и того же озера или болота вытекает несколько рек, имеющих противоположное направление в своем течении.

Поверхность суши (со всеми ее мельчайшими ручьями, речками, водотоками и главной рекой), ограниченная водораздельной линией, называется бассейном главной реки, или водосбором. Каждая река имеет свой бассейн, который питает её водой и поэтому в жизни реки играет важную роль.

По характеру рельефа и форме своей бассейны бывают чрезвычайно разнообразны. Для горных рек они – одни; для равнинных – другие. Бассейн горных рек отличается сравнительно небольшими размерами и крайней пересеченностью рельефа. Атмосферные осадки здесь имеют весьма благоприятные условия для быстрого продвижения по склонам гор к реке; вследствие этого все происходящие на территории бассейна природные явления (дожди, снегопады и пр.) весьма быстро сказываются на реке. Например, после ливня в горах вода в реках начинает стремительно прибывать вплоть до выхода из берегов и наводнений. Наоборот, в равнинных реках бассейн достигает огромных размеров и по характеру рельефа представляет большое разнообразие (чередование гористой, всхолмленной и равнинной местностей).

По форме, вернее, контурам, бассейны делятся на симметричные и односторонние. В тех случаях, когда притоки главной реки впадают симметрично (на Волге – Кама и Ока) образуется симметричный бассейн. Если же река имеет притоки, расположенные, главным образом, с одной стороны, то бассейн будет называться односторонним.

Углубление земной поверхности, размытое рекой и заполненное ее отложениями, носит название долины реки. Наиболее пониженная часть долины называется тальвегом. Часть долины, заливаемая во время половодья водой, называется поймой реки.

Если рассечь поперек вертикальной плоскостью речной поток, то получится некоторая фигура, ограниченная снизу дном реки, а сверху – линией водной поверхности. Это поперечное сечение потока называется его живым сечением. Количество воды, которое в течение единицы времени, например секунды, протекает через живое сечение реки, называют расходом реки.

Каждая река имеет исток и устье. Истоки бывают самые разнообразные: одни реки берут начало в болотах и подземных источниках, другие в озерах, третьи зарождаются на высочайших хребтах гор среди ледников. Устья рек обычно располагаются в озерах, морях и океанах или в местах слияния с другими реками. Если сравнить по высоте (над уровнем моря) исток и устье, то устье всегда будет ниже истока. Эта разница между высотами истока и устья, разделенная на длину реки, называется уклоном реки.

Чем больше высотная разница между истоком и устьем, тем больше уклон реки. Для рек разных типов уклон изменяется в значительных пределах. Равнинные реки имеют очень незначительный уклон, горные, наоборот, отличаются большими уклонами и вследствие этого высокими скоростями течения. Для большинства рек России характерна незначительная скорость течения.

В различное время года быстрота течения реки неодинакова. В весеннее половодье реки обладают наибольшей скоростью. Летом скорость течения уменьшается, осенью после выпадения осенних дождей, несколько увеличивается, а в зимнее время реки текут наиболее медленно.

Если рассмотреть продольный профиль реки, то можно увидеть, что его крутизна на протяжении от истока до устья неодинаков и меняется несколько раз. Обычно по величине уклона, обилию воды и форме русла реки разделяют на три  части: верхнее течение, среднее течение и нижнее течение. Величину каждой из частей и границу между ними определить довольно трудно. Небольшие реки имеют в большинстве случаев признаки верхнего течения. У больших рек выражены три отдела течения, но преобладают признаки  среднего и нижнего течения.

Для большинства рек верхнее течение реки характерно небольшим количеством воды (в сравнении с размерами русла), наличием неровностей дна реки, крутизной уклона, обилием притоков, сравнительно большой скоростью и переносной силой потока.

Вода в русле легко переносит грубый обломочный материал; нередко этот материал скопляется в большие груды, подпруживая реку и задерживая её течение.

В верховьях рек значительно реже происходят наводнения, так как здесь отток воды, благодаря большому уклону русла и крутизне склонов происходит очень быстро.

По своему географическому положению верховья рек находятся преимущественно на плоскогорьях, или в тектонических долинах, тогда как среднее и нижнее течения располагаются обычно в долинах размыва (эрозионных долинах).

Среднее течение реки отличается от верхнего тем, что здесь значительно увеличивается масса воды за счет впадения крупных притоков, увеличивается ширина русла и уменьшается уклон реки.

Впадение крупных притоков и замедленное течение иногда вызывают озеровидные расширения реки.

Признаком среднего течения реки в больших речных системах является мощный водный поток, образованный впадением большого количества крупных притоков.

Русло среднего течения реки обычно бывает более извилистым, чем в верхнем течении, так как оно находится в большей зависимости от строения земной поверхности.

На среднем течении реки проносят в своих водах огромное количество обломочного материала. Частично этот материал отлагается в местах замедленного движения воды и образует мели. Вследствие обилия воды, приносимой притоками, и незначительного уклона русла главная река изобилует озеровидными расширениями и начинает давать многочисленные ответвления и рукава. Это - предвестники нижнего течения реки.

Отличительными признаками нижнего течения реки является большое расширение русла и раздробление его в придельтовом районе на отдельные рукава, еще меньший уклон русла и большой расход воды.(2)

1.2.Типы рек

 

Реки типизируют по различным признакам, например по размеру, условиям протекания, источникам (видам) питания, водному режиму, степени устойчивости русла, ледовому режиму и т.д.

По размеру реки подразделяют на большие, средние и малые. К большим обычно относят реки с площадью бассейна более 50000 км²,к средним – с площадью бассейна в пределах 2000-50000 км², к малым – с площадью бассейна менее 2000 км². нижняя граница площади бассейна (50 км²), отделяющая малые реки от ручьев, - весьма условна.

Большая река обычно имеет бассейн, расположенный в нескольких географических зонах. Гидрологический режим большой реки в целом не свойствен рекам каждой географической зоны в отдельности и поэтому полизонален.

Средняя река обычно имеет бассейн в пределах одной географической зоны. Гидрологический режим средней реки характерен для большинства рек данной географической зоны и поэтому зонален.

Малая река также имеет бассейн, расположенный в пределах одной какой-либо географической зоны, но ее гидрологический режим под влиянием местных условий может существенно отличаться от режима, свойственного большинству рек данной географической зоны и стать, таким образом, азональным. Малые реки, в отличие от средних и больших, могут не полностью дренировать грунтовые воды, что также определяет отличие их режима от режима, свойственного более крупным рекам данной географической зоны.

По условиям протекания реки подразделяются на равнинные, полугоные и гроные. К равнинным рекам условно относят реки с величинами числа Фруда менее 0,1; к полугорным – с числами Фруда в пределах 0,1-1,0; к горным -  с числами Фруда более 1, 0. таким образом, у равнинных и полугорных рек наблюдается спокойный характер движения воды, у горных – бурный.

По источникам (видам) питания реки подразделяются на различные в зависимости от вклада снегового (С), дождевого (Д), ледникового (Л), подземного (П) питания  в формирование речного стока.

По водному режиму, т.е. характеру внутригодового распределения стока, выделяют реки с весенним половодьем, с половодьем в теплую часть года, с поводочным режимом.(1)

Б.Д.Зайков в классификации учитывает внутригодовое распределение стока рек, им выделены три группы рек:

ü    С весенним половодьем

ü    С половодьем в теплую часть года

ü    С паводочным режимом.

Первая группа имеет преобладающее снеговое питание. Она наиболее обширна и делится на 5 типов рек: 1-Казахстанский, 2 – Восточно-Европейский, 3 – Западно-сибирский, 4 – Восточно-сибирский,                      5 – Алтайский.

Вторая группа включает два типа рек: 6 – Дальневосточный, 7 – Тянь-Шанский.

Третья группа имеет три типа рек: 8 – Причерноморскй,9 – Крымский и 10 – Северо-кавказский.(5)

По степени устойчивости русла М.А.Великанов выделял следующие типы рек:

ü    Наименьшей устойчивости, горного характера, текущих в легко размываемых грунтах. В этих реках паводок изменяет глубину русла и даже его очертания. Отложения продуктов размыва забивают русло, и поток вынужден иногда разрабатывать новое русло. Пример – низовья кавказских рек.

ü    Малой устойчивости, в которых размывы и отложения меняют глубины, русло же в плане остается мало измененным. Размывы и отложения происходят то в одних, то в других местах. Перекаты из года в год меняют очертания и положения. Пример – р.Висла

ü    Устойчивые, размывы и отложения в них осуществляются периодически н одних и тех же местах. Нарастание перекатов происходит весной, в межень они углубляются. Изменения колеблются около некоторого среднего их состояния. Пример – р.Волга

ü    Наибольшей устойчивости в слабо размываемых грунтах с малым количеством взвешенных и донных наносов. Это реки в скалистых грунтах и отчасти равнинные. Протекающие в крупном галечном грунте. Пример – р.Енисей.(3)

1.3.Русла рек

 

Руслом называется часть долины, занятая водами протекающей реки. Русла подземных рек в карстовых породах могут иметь открытую водную поверхность или полностью заполнять карст. Эти реки пока изучены мало.

 

Рис.1 Поперечные сечения русел горных рек (а), полугорных рек (б), равнинных рек: Дуная (в) и Волги (г)

 

Размеры поперечного размера русла реки (ширина, глубина) и гидравлические характеристики зависят от высоты стояния уровня воды. Схемы поперечных сечений русел рек приведены на рис.1.

Различают русла устойчивые и неустойчивые. У устойчивых русел, форма поперечного сечения во времени почти не изменяется; у неустойчивых, с легко размываемыми грунтами значительно меняется. На устойчивость русла влияет размер частиц, формирующих русло, уклон реки, характер половодья, паводков, ледоходов, конфигурация русла в плане, деятельность человека и т.д.

Форма поперечного сечения русел рек связана со строением берегов и весьма разнообразна, особенно в горных районах, где иногда имеет причудливую форму. Поперечный профиль реки в заболоченных районах Западной Грузии имеет ширину, увеличивающуюся от поверхности реки ко дну вследствие того, что поверхность берегов покрыта густой растительностью, препятствующей размыву. По мере переработки русла поперечное сечение постепенно приобретает плавные очертания, приближающиеся к параболе.

Ширина русла определяет ширину реки. Различают ширину реки наибольшую при наивысшем уровне. Среднюю – при среднем, наименьшую при наинизшем уровне в реке. Эти характеристики по отдельным участкам реки будут различны.(6)

Русла рек по форме в плане подразделяются на прямолинейные, извилистые (меандрирующие), разделенные на рукава, разбросанные (блуждающие). Рис.2

 

Рис.2 Типы речных русел: А-прямолинейное, б – извилистое, в – разделенное на рукава, г – разбросанное;1 – линия наибольших глубин,2 – отмель,3 – осередок или отмель, 4 – размываемый участок берега,5 – направление течения.

 

Основные морфологические элементы русла следующие: излучины (меандры), затапливаемые подвижные повышения дна – осередки и более высокие, более стабильные и закрепленные растительностью острова, глубокие и мелкие участки русла, плесы и перекаты, донные гряды различного размера.

Полоса в русле реки с глубинами, наиболее благоприятными для судоходства, называют фарватером. Иногда помимо фарватера выделяют линию наибольших глубин. Линии на дне речного русла, соединяющие точки с одинаковыми глубинами, называют изобатами.

Морфометрические характеристики русла – его ширина, глубина – имеют большое значение при определении судоходных условий реки.

М.В.Ломоносов отмечал несимметричность профиля русла реки. Он писал, что в реках одна сторона состоит из берегов крутых и высоких, другая же из низких песчаных берегов и луговых, а, следовательно, «оные реки с одной стороны приглуби, а с другой отмелы». Это почти сто лет спустя объяснил К.М.Бэр вращением Земли. По закону К.М.Бэра, в северном полушарии происходит отклонение потока вправо по течению, а в южном – влево, соответственно подмывая берега.

Средняя глубина русла h_ср в поперечном сечении вычисляется по формуле

 

Для большинства речных русел выполняется приближенное соотношение

 В извилистом русле максимальная глубина обычно смещена к вогнутому берегу.

В гидравлических расчетах часто используют еще две характеристики русла реки – длину смоченного периметра p(рис.2,б) и гидравлический радиус R, равный

.

Смоченный периметр – длина подводного контура поперечного сечения речного русла, т. е линия контакта воды с ограничивающими ее твердыми поверхностями – с дном и берегами, а зимой также и с ледяным покровом.

Для широких и относительно глубоких русел и для периода открытого русла (без ледяного покрова) величины гидравлического радиуса R и средней глубины  h_ср  практически совпадают, поскольку в этих случаях .

Максимальная ширина русла на реках может достигать десятков км, а максимальная глубина – 100 – 110. Здесь не учитываются те случаи, когда море затопляет древние русла или каньоны и когда глубины достигают 300- 400 м.(2)

 

1.3.1. Формирование русел

(альтернативные гипотезы)

 

Сейчас в науке о русловых процессах конкурируют представления о нескольких основных руслоформирующих факторах; два из них:

ü    транспортирующая способность потока [1]

ü    отношение максимума руслоформирующего расхода к отметке поймы [2, 3].

 Целесообразно взять лучшее из объяснений руслоформирования обоих этих руслоформирующих факторов.

При рассмотрении каждого из этих руслоформирующих факторов именно этим фактором объясняются фактически одни и те же типы русловых процессов (одни и те же типы располагаются по каждой из этих руслоформирующих осей). Некоторые типы располагаются на этих отдельных осях удачно, некоторые – нет. Какие типы русловых процессов не объясняются только лишь одним руслоформирующим фактором? Во-первых, изменение транспортирующей способности или расхода наносов не приводит к разработке пойменных проток и образованию пойменной многорукавности; другая причина, а именно – превышение отметки руслоформирующего расхода над уровнем поймы, приводит к разработке пойменных проток. С другой стороны, во-вторых, русловая многорукавность не объясняется относительным положением максимума руслоформирующего расхода и “линии осерёдков”, а логично объясняется перегрузкой русла наносами.

Противоречие заключается в разных определяющих факторах, выделяемых для одних и тех же типов русловых процессов.

В то же время у каждого из этих руслоформирующих факторов есть свои преимущества. Представляется целесообразным объединить, то есть рассмотреть совместно два эти руслоформирующих фактора. Для этого расположим все типы руслового процесса не на одну ось, или все на другую, а сразу на две оси. Получаем двумерную таблицу. По горизонтали отложена степень затопления поймы, по вертикали – относительная транспортирующая способность потока (рис. 3).

Рис. 3. Типы руслового процесса широкопойменных рек, представленные в виде таблицы по определяющим руслоформирующим факторам.

Таким образом, в равнинных широкопойменных реках можно выделить два фактора руслоформирования, каждый из которых является независимым и по-своему определяет тип руслового процесса. Первый из них – относительная транспортирующая способность потока – увеличивается при переходе по такой цепочке типов руслового процесса:

 русловая многорукавность - ленточногрядовый тип - побочневый процесс - ограниченное меандрирование  -  свободное меандрирование.

 Второй фактор руслоформирования: отношение руслоформирующего уровня к отметке поймы. При руслоформирующем уровне, меньшем, чем отметка поймы, имеем ту цепочку типов руслового процессов, которая перечислена выше (в неразветвлённом русле), а при пике большем, чем отметка поймы, имеем те же типы руслового процесса, только в разветвлённом русле.

Стоит обратить внимание, что именно в таком порядке, как в первом столбце, происходит смена этих типов руслового процесса как в классификации Н.Е. Кондратьева и И.В. Попова, так и в классификации Б.Ф. Снищенко [1]. Противоречие в порядке типов между этими классификациями происходит в случае введения в них, разветвлённых русел.

Второй столбец начинается типом, который соответствует сочетанию пойменной и русловой многорукавности. По транспортирующей способности он соответствует русловой многорукавности (так же перегружен наносами), а по условиям образования проток соответствует пойменной многорукавности. Такой тип руслового процесса наблюдается на реке Амур у города Хабаровск и противоречит обеим типизациям, в которых русловая многорукавность и пойменная многорукавность разнесены на разные концы классификации.

Рассматриваемая двухфакторная таблица типов руслового процесса (рис. 3) даёт возможность отвечать и на новые вопросы. А именно, прогнозировать изменение типа руслового процесса при изменении руслоформирующих факторов.

Например: 1) При перегрузке потока наносами согласно таблице можно прогнозировать изменение руслового процесса и появление островов.

При увеличении же транспортирующей способности согласно таблице можно прогнозировать противоположный процесс: размывы берегов и появление извилистости реки;2) При повышении уровня руслоформирующего расхода выше отметки поймы согласно таблице можно спрогнозировать улучшение условий для образования пойменных проток. И, наоборот, при снижении руслоформирующего уровня и отмирании второстепенных проток можно прогнозировать постепенное формирование неразветвлённого русла.

Очевидны преимущества этой таблицы в решении практических и научных задач.

Обычно меандрирование разделяется на ограниченное и свободное; на рисунке 1 показано, что это разделение происходит по величине относительной транспортирующей способности потока. Подчёркивая такой истинный генезис различных типов меандрирования, возможно, следовало, было бы назвать их по иному, например, развитое и неразвитое меандрирование. Дополнительно необходимо подразделять разные виды меандрирования по степени проявления ограничивающих условий. В случае если большой дисбаланс между поступлением наносов и транспортирующей способностью потока происходит в реке, протекающей в узкой долине, и реке следовало бы развиваться по типу свободного меандрирования, русло сможет развиваться в этом случае лишь по типу, в самом деле, ограниченного меандрирования. Но важно то, что эта, же самая река в случае меньшего превышения транспортирующей способности над поступлением наносов изменится так, чтобы по достижении равновесного состояния деформации проходили не по схеме свободного меандрирования, а по схеме ограниченного меандрирования даже в том случае, если пойма будет широкая, и в ней, вроде бы, могло развиваться свободное меандрирования.

Это заключение даёт возможность ответить на вопрос: может ли существовать ограниченное меандрирование без ограничивающих условий? Ответ: да. Так же, как и может существовать прямое русло без ограничивающих факторов (рис. 4).

Рис. 4. Виды меандрирования в зависимости от определяющих факторов.

Буквами на рисунке 2 обозначено:

А – “неразвитое” меандрирование в узкой долине, на узкой пойме (которое можно назвать “ограниченное”, ограничение есть, но не оно определяет тип).

Б – “неразвитое” меандрирование в широкой долине, на широкой пойме (ничем не ограничено).

В – “потенциально свободное” меандрирование в узкой долине (вот это действительно настоящее ограниченное меандрирование – ограничение есть, и оно действует).

Г – свободное (“развитое”) меандрирование в широкой долине (это настоящее свободное меандрирование).

Получается, что двух терминов (ограниченное, свободное) для характеристики меандрирования как процесса не достаточно. В гидроморфологической теории подразумеваются только варианты под буквами В и Г. Можно предположить, что следует использовать двойную классификацию: 1) по степени ограничения – ограниченное или свободное меандрирование и 2) по генетической причине – например, “развитое” и “неразвитое”.(9)

1.3.2.Режим речного русла

 

Русла рек сложены из различного матнриала и имеют неоднородную шероховатую поверхность.

Исследованиями вопросов шероховатости русел занимался инженер В.М.Лохтин. Он еще  в 1897г. в работе «Механизм речного русла» дал метод определения степени устойчивости продольного профиля реки, исходя из абсолютной шероховатости ложа, равной диаметру  dмм средней влекомой частицы и коэффициенту устойчивости русла ,где h – падение реки в метрах на 1  км ее длины.(3)

По Лохтину, сопротивление движению частицы fP₁ определяется ее весом, т.е. fP₁=ad³,где а – коэффициент пропорциональности,давление же воды Р₂ на частицу пропорционально ее поперечному сечению, т.е. d², и квадрату скорости  воды v²,но v² пропорциональна уклону дна реки i или падению h, т.е. Р₂=bd² h,где b – коэффициент пропорциональности, откуда, при  постоянном,                .

Чем больше величина , тем русло реки более устойчиво. Для р. Днепра коэффициент устойчивости равен 166,т.е. русло устойчиво, для р.Вислы он равен всего 3,7 – русло неустойчиво, и по дну непрерывно идут влекомые наносы.

Расход наносов — количество наносов, проносимых потоком [1] (за единицу времени). Транспортирующая способность потока — предельный расход наносов, который способен транспортировать поток [1].

Из этих определений видно, что расход наносов не всегда равен транспортирующей способности потока. Транспортирующая способность потока (по отношению к несомым ею наносам) определяется гидравлическими характеристиками потока на этом участке реки и не зависит от количества приходящих наносов с расположенного выше участка реки.

Поэтому необходимо чётко разделить три понятия: поступление наносов на рассматриваемый участок реки с расположенного выше участка, транспортирующая способность потока (сколько наносов может перемещать поток), расход наносов, который представляет собой результирующую величину от поступления наносов и транспортирующей способности потока.(5)

Независимо от транспортирующей способности потока поступление наносов может быть малым (мал), средним (ср) или большим (бол). В то же время транспортирующая способность потока может быть независимо от количества поступающих наносов также малой, средней или большой (рис. 5а).

Рис. 5. Значения расхода наносов и типы руслового процесса при различном сочетании транспортирующей способности потока и поступления наносов с верхнего участка.

Результатом сочетания подачи наносов и транспортирующей способности потока является расход наносов. Запишем в таких же условных знаках (мал, ср., бол) получаемые величины расхода наносов. Расход наносов может быть больше поступления наносов сверху лишь при эрозии. Иначе дополнительному количеству наносов просто неоткуда взяться. С другой стороны, расход наносов не может быть больше, чем транспортирующая способность потока (по определению). Получаем значения расхода наносов при различных сочетаниях подачи наносов и транспортирующей способности, показанные на рис. 5б.

На рисунке 5в выделяются три характерные части:

1) диагональ, на которой поступление наносов, транспортирующая способность потока и расход наносов совпадают;

2) треугольная часть рисунка выше этой диагонали, в которой транспортирующая способность потока меньше поступающих наносов, а расход наносов равен транспортирующей способности;

 3) часть ниже диагонали, в которой транспортирующая способность больше подачи наносов, а расход наносов равен поступлению наносов. Косыми линиями поле разделено на 5 характерных частей, в которых в овалах указаны значения отношения транспортирующей способности к поступлению наносов.

Диагональ, на которой транспортирующая способность, поступление наносов и расход наносов равны, соответствует ленточногрядовому типу руслового процесса.

Верхний треугольник соответствует случаю, когда транспортирующая способность меньше поступления наносов. То есть поступление наносов с расположенного выше участка большая, а транспортирующая способность потока на этом участке не достаточна для нормального транспорта этих предложенных реке наносов. Тип руслового процесса, соответствующий такому случаю — русловая многорукавность.

Нижний треугольник показывает, что транспортирующая способность больше поступления наносов. Все наносы, которые поступают сверху, перемещаются рекой, и этого по сравнению с транспортирующей способностью оказывается даже мало. В этом случае река начинает переносить влекомые наносы в виде побочней. Растрачивая лишь часть своей энергии на транспорт поступающих сверху наносов, она ещё начинает дополнительно деформировать берега, и поэтому — меандрировать (рис. 5г).

Таким образом, предлагаемый порядок типов руслового процессов можно связывать не с транспортирующей способностью потока, а с отношением транспортирующей способности потока к поступлению наносов с расположенного выше участка реки. Такое отношение логично назвать: “относительная транспортирующая способность”.

Рассмотрим, каков порядок изменений типов руслового процесса при увеличении расхода наносов (рис. 6). Жирными стрелками на рисунке показано увеличение расхода наносов.

Рис. 6. Значения расхода наносов и типы руслового процесса при различном сочетании транспортирующей способности потока и поступления наносов с верхнего участка.

Горизонтальная стрелка показывает увеличение расхода наносов при постоянном поступлении наносов, но увеличении транспортирующей способности потока. Расход влекомых наносов увеличивается, приводя к изменению типа русла от русловой многорукавности к меандрированию.

Вертикальная стрелка показывает увеличение или постоянство расхода наносов, но при постоянной транспортирующей способности потока за счёт увеличения поступления наносов. Река перегружается наносами и начинает обтекать их, транспортировать “лишние” наносы по типу русловой многорукавности.

Рассмотрим порядок изменения типов руслового процесса при увеличении транспортирующей способности потока. На рисунке видно, что происходит изменение типов от русловой многорукавности к меандрированию, что противоположно выводам Н.Е.Кондратьева и И.В.Попова [2] (разрешение этого противоречия описано ниже).

Направление увеличения относительной транспортирующей способности таково: русловая многорукавность; ленточногрядовый тип; побочневый тип; разные виды меандрирования. При русловой многорукавности относительная транспортирующая способность минимальна. Транспортирующая способность меньше предлагаемых реке наносов. При меандрировании относительная транспортирующая способность максимальна. Транспортирующая способность больше поступления наносов (рис. 6).

При меандрировании происходит уменьшение транспортирующей способности потока за счёт того, что уменьшается уклон поверхности потока из-за удлинения русла. Представим некое прямолинейное русло, в котором транспортирующая способность относительно велика. Разность между слишком большой транспортирующей способностью и малым поступлением наносов приводит к развитию меандрирования, удлинению русла и уменьшению транспортирующей способности.

Причинно-следственная цепочка образования меандрирования такова: транспортирующая способность потока велика по сравнению с поступлением наносов - излишек энергии - деформация берегов - образование меандрирования - уменьшение уклона водной поверхности - уменьшение транспортирующей способности - уравновешивание транспортирующей способности и поступления наносов - меандрирование реки при динамическом равновесии.

При русловой многорукавности из-за увеличения фронта перемещения наносов транспортирующая способность потока увеличивается. Представим прямолинейное русло, в котором транспортирующая способность потока относительно мала, затем разность между малой транспортирующей способностью и относительно большим количеством поступающих наносов приводит к образованию осередков, распластыванию русла и уменьшению транспортирующей способности. По внешнему виду это начальное русло, будто бы, ничем не отличается от рассмотренного выше русла при образовании меандрирования.(9)

Русловая многорукавность (по сравнению с тем гипотетическим руслом, из которого она получилась) имеет относительно большую транспортирующую способность. В реальном устойчивом русле, развивающемся по типу русловой многорукавности транспортирующая способность потока должна быть равна подаче наносов. Значит, в прямолинейном виде в этом случае транспортирующая способность потока была меньше подачи наносов. То есть относительная транспортирующая способность - маленькая (меньше единицы).Причинно-следственная цепочка при образовании русловой многорукавности такова: поступление наносов превышает транспортирующую способность потока - энергии на транспортирование всех наносов не хватает - образование осерёдков из “лишних” наносов - распластывание русла - увеличение фронта транспорта наносов -увеличение транспортирующей способности - уравновешивание транспортирующей способности и поступления наносов - русловая и осерёдковая многорукавность при динамическом равновесии.

Ленточногрядовый тип руслового процесса соответствует первоначальному равновесию поступления наносов и транспортирующей способности. Трансформации русла не происходит.

Теперь представим изложенные выше соображения об изменении транспортирующей способности при образовании русловой многорукавности и меандрирования на едином рисунке (рис. 7). Из этого рисунка видно, что образование и русловой многорукавности, и меандрирования связано с неравновесным первоначальным состоянием потока. К образованию ленточногрядового типа приводит первоначальный баланс между транспортирующей способностью потока и поступлением наносов на участок.

Рис. 7. Схема образования русловой многорукавности и меандрирования.

Меандрирование образуется при неравновесном состоянии. Оно характеризуется первоначальным превышением энергии потока над предлагаемыми ей наносами. Относительная транспортирующая способность потока мала. Равновесное состояние достигается за счёт уменьшения уклона потока.

Русловая многорукавность образуется в случае, когда транспортирующая способность потока мала по сравнению с поступающими наносами. Относительная транспортирующая способность потока мала. Равновесие достигается за счёт увеличения фронта транспорта наносов.

Ленточногрядовый тип соответствует равновесному состоянию сразу.

Этот рисунок показывает разрешение противоречия, состоящего в различии между направлением увеличения транспортирующей способности в типизации Н.Е. Кондратьева и И.В. Попова и описываемыми выше соображениями. Н.Е. Кондратьев считал, что при меандрировании транспортирующая способность мала, обосновывая это её уменьшением за счёт удлинения русла [2] (перемещение влево в правой части рисунка). Из уменьшения транспортирующей способности при образовании меандрирования нельзя делать вывод о малости её величины. Скорее — наоборот. [3]).

Главные аргументы в пользу большой транспортирующей способности потока при русловой многорукавности и малой транспортирующей способности при меандрировании на самом деле являются аргументами, доказывающими увеличение транспортирующей способности при образовании русловой многорукавности и уменьшение транспортирующей способности при образовании меандрирования. А рисунок 7 показывает увеличение транспортирующей способности при русловой многорукавности, потому что она была мала. И уменьшение транспортирующей способности при образовании меандрирования, потому что именно большая транспортирующая способность прямого русла относительно поступления в него наносов привела к образованию меандрирования. Именно большая транспортирующая способность привела к её уменьшению. Получилось меандрирование.(2)

Вывод по первой главе

 

1)Ограничивающие условия – это независимый руслоформирующий фактор. Одновременно нельзя ограничиваться только отношением ширины поймы к ширине русла как единственным определяющим фактором для всех типов руслового процесса. В широких долинах на широких поймах могут быть не только извилистые реки, но и прямые, и разветвлённые.

2)При равенстве транспортирующей способности потока и поступления наносов русло сохраняется прямолинейным;

3) Разность между транспортирующей способностью потока и поступлением наносов приводит либо к меандрированию (при большой транспортирующей способности), либо, наоборот, преобразуется в русловую многорукавность (при большом поступлении наносов).

Русловые процессы

2.1. Физические причины и типизация русловых процессов

 

Русловые процессы – постоянно происходящие изменения морфологического строения речного русла и поймы, обусловленные действием текущей воды. Русловые процессы проявляются во взаимодействии потока и русла реки. Конкретные проявления русловых процессов в виде изменения положения и размеров русла, поймы и отдельных русловых образований, т.е. в виде размыва или намыва дна и берегов, называют русловыми деформациями.

Русловые образования, подвергающиеся деформациям, - это скопления наносов, создающие характерные формы рельефа речного русла и поймы разног размера – микро -,мезо- и макроформы. К микроформам относятся перемещающиеся в русле донные гряды, размеры которых меньше глубины русла. Мезоформы – это также состоящие из наносов гряды, но более крупного размера, соизмеримые уже с поперечными размерами самого русла. К мезоформам относятся речные перекаты, осередки, небольшие острова. Макроформами называют крупные, морфологически однородные участки речного русла, представленные относительно прямолинейными участками, извилинами, системами русловых и пойменных разветвлений, участками так называемого разбросанного русла. Русловые процессы неразрывно связаны с переносом в речном потоке наносов, в основном – влекомых. Иногда даже говорят, что русловые процессы – это форма перемещения влекомых наносов.

Физической причиной русловых деформаций является нарушение баланса наносов на тех или иных участках речного русла. Изменение расхода наносов вдоль потока должно неизбежно сопровождаться русловыми деформациями: при увеличении расхода наносов вдоль реки должен происходить размыв русла (эрозии),при уменьшении расхода наносов вдоль реки – намыв русла (аккумуляция наносов). Весьма характерны изменения соотношения между фактическим расходом наносов и транспортирующей способностью потока.

По направленности русловые деформации подразделяются на два вида: размыв (эрозия) и намыв (аккумуляция наносов). Русловые деформации подразделяются также на вертикальные, когда происходят изменения отметок дна русла, и горизонтальные, когда наблюдаются поперечные смещения русла. Обычно эти два вида русловых деформаций происходят одновременно, но в некоторых случаях преобладают первые, в некоторых – вторые.

Русловые деформации и русловые процессы подразделяются также на два типа: периодические (знакопеременные, обратимые) и направленные (необратимые). К периодическим русловым деформациям относят такие изменения русла, которые неоднократно повторяются и после которых русло возвращается приблизительно в первоначальное положение. Это русловые деформации при движении донных гряд, развитии излучин и т.д. Направленные русловые деформации проявляются  в виде односторонних изменений русла, например при однонаправленном размыве, или намыве.(1)

 

2.2 Формы речного русла и их изменения

2.2.1. Микроформы речного русла и их изменения

 

Если  в гидравлическом лотке, дно которого выстлано ровным слоем песка, постепенно увеличивать расход воды, то после достижения скоростями течения некоторых значений наносы придут в движение. Поскольку распределение скоростей крайне неравномерно, неравномерно и движение этих наносов. В результате формируются небольшие донные гряды – рифели. По мере увеличения скоростей течения высота движущихся рифелей постепенно возрастает, и образуются донные дюны. При дальнейшем увеличении скоростей течения может произойти разрушение дюн: наступит так называемая гладкая фаза движения влекомых наносов. Наконец, при очень больших скоростях течения возникают песчаные стоячие волны, а затем антидюны, которые перемещаются вверх по течению.

Русловые деформации при движении всех описанных выше микроформ обратимы: после смещения гряды на всю ее длину дно потока в этом месте приобретает первоначальные отметки. Скорость смещения микроформ на реках обычно не превышает нескольких метров в сутки.

Высота донных гряд  может  изменяться от нескольких сантиметров до 4-6 метров. На некоторых реках размеры гряд соизмеримы с глубиной русла. Обычно гряды меньшего размера накладываются на гряды большего размера, создавая целую «иерархию» микроформ речного русла.

Переход от одного вида микроформ к другому происходит, как показали экспериментальные исследования, с увеличением, как числа Фруда, так и отношения скорости течения к гидравлической крупности частиц наносов, т.е. степени подвижности наносов.(4)

2.2.2  Мезоформы речного русла и их изменения

 

Наиболее типичным видом мезоформы речного русла является крупная русловая гряда — перекат (рис. 6.21). Перекаты вместе с расположенными между ними понижениями — плесами образуют на реках системы плес — перекат. Эти системы, как и другие русло­вые формы, медленно смещаются вдоль русла; этот процесс сопро­вождается обратимыми русловыми деформациями. Скорость смеще­ния систем обычно не превышает нескольких сотен метров в год.

 

Рис. Схемы перекатов: а — нормального, б — перекошенного; 1 — верхняя, 2 — нижняя плесовые лощины, 3 — нижний  (лево-), 4 — верхний  (правобережные)  побочни переката, 5 — корыто, 6 — гребень, 7—подвалье переката, 8 — затонская часть нижней плесовой лощины, 9 —линия наибольших глубин

 

Наиболее характерными элементами системы плес — перекат яв­ляются верхняя и нижняя плесовые лощины и верхний и нижний (или лево- и правобережный) побочни переката (см. рис.). Перекат представляет собой крупную русловую гряду, пересекаю­щую русло под углом 20—30°. Верхний по течению склон гряды более пологий, низовой откос (подвалье переката) — более крутой. Наиболее мелкие части гряды — прибрежные отмели—носят назва­ние побочней. Наиболее глубокая часть переката между смежными плесовыми лощинами называется корытом переката. Через нее и проходят линия наибольших глубин и фарватер. Наиболее мелко­водный участок фарватера над перекатом называется гребнем пе­реката.

Перекаты по своему строению бывают трех видов: перевалы — перекаты с плавными и небольшими изменениями отметок дна без резко выраженного подвалья, нормальные — перекаты с хорошо выраженным подвальем, но без резкого искривления фарватера (рис.) у перекошенные (сдвинутые) — перекаты с резким ис­кривлением фарватера (рис. 6.21, б). Те перекаты, которые вследст­вие либо малых глубин на гребне, либо сильного искривления фарва­тера создают препятствие судоходству, называют лимитирующими.

Наибольшая скорость перемещения характерна для перекатов на прямолинейных участках русла. Она возрастает с уменьшением крупности наносов. По данным Р. С. Чалова, скорость смещения побочней перекатов на реке Вычегде составляет 25—250 м/год, Лене — до 800, Амударье— до 1000 м/год.

Для большинства перекатов с песчаным дном характерны дово­льно своеобразные сезонные изменения отметок дна. На подъеме половодья происходит намыв переката, на спаде половодья ив ме­жень — размыв. Размыв переката объясняется возрастанием укло­нов водной поверхности и сопутствующим увеличением скоростей течения. Напомним, что в целом в период половодья уклоны на перекате меньше, чем в межень (разд. 6.3.6). Для плесов характерны, наоборот, размыв в половодье и намыв в межень.

Другой вид мезоформ речного русла — осередки — подвижные, не соединенные (в отличие от побочней перекатов) с берегами и не заросшие растительностью отмели. Осередки часто возникают на перекатах, вызывая разделение фарватера на его гребне на две ветви.(6)

 

2.2.3 Макроформы речного русла и их изменения

 

В относительно прямолинейных руслах  вниз по течению смещаются как мезоформы (перекаты, осередки), так и мик­роформы (донные гряды различного размера). Во многих случаях смещающиеся побочни перекатов предохраняют коренные или пой­менные берега прямолинейного русла от размыва.

Весьма своеобразны русловые деформации в извилистых (меандрирующих) руслах (см. рис. 6.4, б). Такие деформации представ­ляют собой циклические процессы постепенного увеличения извили­стости русла благодаря размыву его берегов, развороту и смещению излучин (меандров), завершающиеся прорывом перешейка со спрямлением русла (рис. 6.22). Затем процесс развития излучин повторяется. Важно отметить, что описанный процесс сопровождает­ся изменением уровней воды на участке реки: с увеличением извили­стости он постепенно повышается, а в результате спрямления русла после прорыва перешейка — резко понижается.(5)

В излучинах находятся системы глубоких (плесы) и мелких участков (перекаты). Линия, идущая по наибольшим глубинам, назы­вается фарватером. Фарватер на плесах прижимается к вогнутым - берегам реки, переходя на перекатах от одного берега к другому. Углубление дна  речного русла на участках,  стесненных высокими  неразмываемыми берегами, происходит вследствие быстрого течения на этих участках во время высоких вод, и поднятый со дна материал уносится рекой вниз по течению. Образование перекатов происходит в тех местах, где живое сечение реки в полую воду увеличивается, и за счет уменьшения скоростей течения происходит отложение наносов. Кроме того, впадение значительного притока в реку или сближение высоких берегов создает подпор и уменьшает скорости течения на вышележащих участках реки, способствуя отложению наносов и

 

 

плохой перекат                               Хороший перекат

 

Рис. Перекаты рек

 

образованию на этих участках перекатов — широкая песчаная мель, пересе­кающая русло по косой линии. Глубины с нижней стороны переката резко увеличиваются, образуя подвалье переката. Выше переката обра­зуется песчаное отложение — верхний побочень, ниже переката — ниж­ний побочень (рис.). Движение донных наносов на перекатах идет от верхнего побочня к нижнему, пересекая корыто переката, что под­тверждается расположением на дне переката волнушек-рифелей. Пере­каты являются серьезным препятствием для судоходства почти на всех реках: Волге, Дону, Днестре, Урале и др. От Рыбинска до Астрахани на р. Волге насчитывалось 370 перекатов, которые тре­бовали дноуглубительных работ, обстановки судового хода сигналь­ными знаками — бакенами. Борьба с перекатами требует их система­тических исследований. Каждый перекат имеет свои гидрологические особенности, и без знания их регулирование перекатов не дает долж­ного эффекта.

2.4 Устойчивость речного русла

 

Устойчивость речного, т. е. степень его противодействия размыву, тем больше, чем меньше скорость течения и соответственно меньше размывающая способность потока и чем больше сопротивля­емость русла размыву, которая определяется крупностью наносов, формирующих дно, связанностью наносов, слагающих берега, за­крепляющим влиянием растительности на берегах, искусственными защитными мероприятиями и т. д.

Устойчивость русла можно охарактеризовать количественно, со­поставляя факторы, препятствующие и благоприятствующие размы­ву. Одним из таких количественных показателей служит коэффици­ент устойчивости русла В. М. Лохтина:

К_л = D/H,

 

где D — крупность донных наносов в мм, Н — падение уровня, м/км. Повышению устойчивости русла и увеличению коэффициента К_л способствуют увеличение крупности частиц наносов и уменьшение скоростей течения, косвенной характеристикой которых служит вели­чина падения. По Лохтину, устойчивые русла, в которых отсутствует постоянное движение наносов, имеют К_л более 15—20, у относитель­но устойчивых русл с постоянным перемещением влекомых наносов К_{л  5,} наконец, у рек с неустойчивым руслом и весьма подвижным дном К_л.  менее 1-2.

Устойчивые русла характерны для рек, донные отложения которых представлены галечными, галечно-валунными и даже валунно-глыбовым материалом. Русловые деформации на таких реках крайне медленны и невелики по масштабу. В некоторых случаях на таких реках наблюдается дейгиш – быстрое разрушение берегов.(1)

Вывод по второй главе

 

Русловые процессы являются естественными гидродинамическими деформациями водотоков. В ходе развития русловой процесс может переходить из одного типа в другой, вследствие чего такой компонент реки как русло проходит определенные стадии эволюционного развития.

Основными факторами, влияющими на развитие русловых процессов, являются:

1.      Географическое положение речной системы

2.      Геологическое строение, тектоника, физические и водные свойства подстилающих грунтов, гидрогеологические условия, рельеф

3.      Климатические условия формирования речного стока

4.      Почвенно-растительный покров территории водосбора

5.      Характер речной сети

6.      Инженерно-хозяйственная деятельность

История формирования и современные тенденции развития гидрографической сети

3.1.Связь современной гидрографии  с тектоникой

 

Тектоническое строение территории Белоруссии, а также неотектонические процессы занимают значительное место в заложении и развитии речных и озерных систем. Тектоника территории влияет на ее рельеф и, следовательно, на развитие гидрографической сети.

Главной особенностью гидрографической сети Белоруссии является ее принадлежность к двум бассейнам: черного и балтийского морей.  К первому из них относится речная система Днепра, к другому – западная Двина, Неман, Буг, Ловать. Такое размещение крупнейших рек неслучайно и  в значительной мере определяется неотектоникой территории Белоруссии. Речные системы бассейнов Балтийского и Черного морей имеют свои особенности. Система Днепра в плане имеет древовидную форму. Центральное место в ней занимают реки Березина и  Друть. Днепр и Сож образовывают восточные ветви кроны, Припять – западные. Все ветви этого "дерева" соединяются на юго-востоке Беларуси.

Гидрографическая сеть бассейна Балтийского моря отличается более сложным строением и ориентирована преимущественно в северо-западном направлении.

Главный водораздел бассейнов Черного и Балтийского морей проходит с северо-востока на юго-запад и разделяет территорию Беларуси на две неровные части, большая с  которых относится к бассейну черного моря. При этом водораздел проходит в границах Белоруской гряды и пересекает Белорусское  Полесье на юго-западе.

Для рек бассейна Западной Двины характерно большое количество озер. В некоторых районах озёрность достигает 10 % и более. Крупные водоемы преимущественно имеют неправильные ассиметричные очертания. Но часть небольших озер сгруппирована в линейно вытянутые системы протяженностью в несколько десятков километров (например, Черствяты, Отолово, и др.)

Неотектонические процессы на территории Беларуси  охватывают последние  30 млн. лет. Этот период характеризуется исчезновением в среднем голоцене  последнего морского бассейна и окончательным установлением континентального климата. Строение и эволюция донеолигоценовой поверхности свидетельствуют о том, что территория в новейшее  время значительно деформировалась под влиянием поднятий и опусканий ее разных частей. Амплитуда неотектонических деформаций достигала 150-170 м.

На территории Беларуси выделяются две зоны поднятий. Наиболее значительный подъем пришелся на южную часть  Белорусского Полесья, которая лежит южнее от линии Кобрин - Пинск - Любань - Ельск. Она включала северные склоны Украинского щита, Микашевичско-Житковичского выступа и смежные территории  Припятского прогиба Полесской седловины, Подлясско-Брестской впадины и Лукавско-Ратновского горста. Вторая зона  интенсивного подъема приходится на северо-восток (на север  от линии Лоев - Речица - Жлобин) и приходится  на западные склоны Воронежской антиклизы. Опускание территории наблюдалось на западе и северо-западе с амплитудой 4-50 м.

В результате тектонических  деформаций произошла структурная перестройка территории, образовалась неотектоническая моноклиналь, которая направлена преимущественно с юго-запада на северо-запад, в сторону Прибалтики. В пределах моноклинали выделяются четыре области с разной амплитудой  вертикальных движений: Южная и Восточно-Белоруская зоны интенсивного поднятия (более чем 100 м), Западно-Белоруская зона опусканий (к -50 м) и Центрально Березинская переходная, более спокойная зона с интенсивностью поднятия от 0 к +100.

На общем фоне неотектонической моноклинали образовались небольшие по площади поднятия и опускания. Такие локальные структуры особенно часто встречаются в Западно-Белоруской зоне, где в настоящее время возникла цепочка  куполов и мульд в поперечном сечении 20-50 км (Ошмянский, Нарочанский, Заславский купола, Полоцкая мульда и др.), так называемый Березинский структурный разлив, ориентированный с северо-запада на юго-восток и разделяет Южно-Белорускую и Восточно-Белорускую зоны. Его ширина местами достигает 80-100 км. В восточной части Припятского прогиба, где его пересекает Березинский залив, часто встречаются небольшие структуры в диаметре до 12 км, которые связаны с ростом соляных куполов и более вытянутых антиклиналей (например, Красноозерский структурный нос).

Своеобразным типом структур неотектонического этапа являются гляциодислакации, которые находятся близко от поверхности платформенного чехла и проникают на глубину до 250 м. Это дугообразные, складчато-чешуйчатые образования протяженностью до нескольких километров, а также гляциокупола  до нескольких километров в поперечном сечении. Они обычно встречаются в районах неглубокого залегания кристаллического фундамента (Белорусская антиклиза, Полесская седловина и др.).

Taкой характер неотектонических движений, согласно А. К. Карабанова (1992), обозначил общий рисунок гидрографической сети и главные направления поверхностного стока.

Формирование  речных бассейнов произошло сравнительно недавно;  на границе неогена и антропогена. В миоцене и плиоцене основной  сток шел на юг и северо-запад, в сторону наиболее опущенных участков (Подлясско-Брестская впадина, Припятский  прогиб). Окончательное формирование Черноморско-Балтийского водораздела происходило вместе с образованием моноклинали и начальным формированием котловины Балтийского моря, подъемом Украинского щита, Воронежской антиклизы, Волынской моноклинали и др. Это время соответствует появлению в Скандинавии в позднем кайнозое ледников. Процесс прогиба Балтики продолжался, и водораздел сдвинулся на юго-восток.

В отличие от Балтийского бассейна, реки Черноморского бассейна образовывают единую Днепровскую систему, древовидная форма которой хорошо вписывается в общий рисунок. Интенсивное поднятие Южно-Белоруской и Восточно-Белоруской зон принудило систему рек искать  выход за границы региона. Своеобразными воpoтaми для такого выхода стало южное окончание Березинского структурного залива. Дугообразные долины рек Беседи, Сожа, Днепра, Припяти и других можно объяснить тем, что они огибают поднятые участки локальных неотектонических структур.

Полноводность рек зависит от величины подземного питания. Приток подземных вод, в свою очередь, наблюдается в речных долинах на участках в подножия структур, которые они огибают. Такие условия складываются в Южно - и  Восточно-Белоруской зонах. Таким образом, можно объяснять высокую полноводность Днепра и Припяти, меньшую выработку долин Сожа в сравнении с долиной Днепра. В прошлом Сож находился в более благоприятных условиях.

В то же время на севере Беларуси встречаются озера, которые находятся в  отдельных структурах, например в границах Полоцкой мульды.

Возникновение  озера Полик связано с опоясыванием субширотно вытянутой седловины между Плещенитским куполом и Центральноберезинской зоной.

На Припятском Полесье находится  множество небольших округлых озер, которые помещаются над сводами опустошенных соляных куполов.

Наиболее тесная связь наблюдается между строением, размещением речных долин в плане и локальными, местными геологическими структурами. Таким образом, можно, например, объяснить возникновение излучины Днепра в Орше. Соответствующие отношения можно рассмотреть на Припяти, Березине, Западной Двине и других реках.

Прямые участки речных долин, соединение в одном месте двух различных притоков главной реки, которые размещены на одной линии, выпрямленных элементов долин разных рек свидетельствуют о влиянии неотектонических разломов на конфигурацию речных долин.

Отчетливо можно увидеть на неотектонической карте Ошмяно-Лоевскую зону сгустка линиментов северо-западного направления, который пересекает всю территорию Беларуси с юго-востока на северо-запад и отраженное в строении  долин Днепра, Припяти, Березины, Птичи, Немана, Вилии и др.

Характерная связь рек с локальными структурами наблюдается в области современного активного галокинеза Припятского прогиба.

В месте развития соляных куполов и антиклиналей находятся истоки множества небольших водотоков и речек. Почти 90 %  иx в разной степени влияют на размещение рек. Часть структур совпадает с водоразделами крупных рек – Березины и Припяти (меньше между Припятью и Днепром). Однако наибольшее количество структур совпадает с водоразделами малых рек. Часть вершин таких структур огибается водотоками. И  только около    10 %  сводов соляных куполов пересекается реками. Без отклонения текут такие крупные реки, как Днепр, Березина, Припять. Средние и малые реки, как правило, вписываются в рельеф согласно с дополнительными формами неотектоники. На характер и степень такой связи с дополнительными структурами влияет мощность водных потоков, иx способность быстро врезаться в современную поверхность земной коры.

Дислоцированные толщи антропогеновых и более древних отложений, которые выражаются в рельефе в виде конечных морен, непосредственно влияют на размещение водоразделов и гидрографической сети. Динамика краевой зоны ледникового покрова приводила к образованию дугообразных комплексов, которые были генетически связаны с гляциодепресиями. Реки и озера обычно унаследовали гляциодепресии и более узкие ложбины.

Конфигурация русел, географическое положение озерных водоемов свидетельствуют о связи гидрографии с неотектоническими структурами меньшего ранга. Сопоставление неотектоники с местоположением озер показывает, что наиболее крупные озера (Нарочь, Красное) размещены непосредственно над локальными неотектоническими поднятиями. Так, озеро Нарочь - непосредственно над сводом  Нарочанского купола, Красное - над Центральной и наиболее приподнятой частью Красноозерского структурного носа, который отделен от Южно-Белоруской зоны поднятий. Этим водоёмам характерны изометричные очертания и сравнительно небольшая глубина. Заложению озерных котловин способствовала повышенная трещиноватость пород, которая была связана с нарушениями на сводах  положительных локальных структур.

Как свидетельствуют исследования гидрографической сети, по аэрофотосъемкам на региональном уровне хорошо распознаются временные водотоки, которые часто приурочены к зоне сочленения тектонических  структур.

Современный рельеф также связан с особенностями глубинного строения территории Беларуси. Наиболее крупная река Полесья - Припять проходит через центральную часть Припятского прогиба. Русло меандрирует в границах поймы, над локальными положительными структурами подмывает выступы первой (д. Погост, Хвоенск и др.), а иногда и второй (д. Дорошевичи,  г. Петриков и др.)  надпойменных террас. Коэффициент извилистости русла колеблется от 0,5 над межкупольными понижениями до 0,9 над локальными положительными структурами (г. п. Тураш, д. Погост), а в районе Макаричи - Петриков (Петровичское поднятие) достигает 0,93-0,97. Характерные излучины Припяти, изменения в направлениях иx стока связанны с положительными поднятиями (Петриковское, Туровское, поднятия). Ниже г. Мозыря субширотное направление изменяется на юго-восточное, что и соответствует распространению Хобнинско-Хойницкого выступа. Над поднятиями наблюдается  уменьшение ширины русла до 90 м, увеличение глубины до 8 м, резко увеличивается количество и размеры плесов и перекатов, появляются осередки и острова. Над Петровичским и Шестовичским поднятиями наблюдается деление русла на два рукава, поперечный и продольный профиль меняются, время от времени. Над межкупольными понижениями  русло извилистое, ширина достигает 160 м, а глубина становится более постоянной (2-4 м), плесы и перекаты практически отсутствуют. Средняя скорость течения Припяти складывает 0,3-0,1 м/с, над поднятиями (Туровское, Петриковское и др.) увеличивается до 0,7 м/с. Приблизительно таким же образом реагируют на изменения тектонического строения и Днепр, Березина, Сож, и более мелкие. Отмечается выпрямление и увеличение глубин Березины при прохождении Северо-Припятского краевого разлома. Таким же образом реагирует и  русло Днепра в условиях Северо-Припятского разлома, а также в районе д. Холмечи.

3.2. Развитие гидрографической сети в позднем плейстоцене и голоцене

 

Формирование  современной гидрографической сети Беларуси тесно связано с ее развитием в голоцене, с динамикой последнего позерского оледенения на территории Беларуси. В период наибольшего оледенения (17-22 тыс. лет назад) вся территория Белорусского Поозерья была покрыта  ледником. На востоке он достиг Черноморско-Балтийского водораздела. На западе в Нарачано-Вилейской впадине до северных склонов Ошмянской  и Минской возвышенностей плескалось Нарачано-Вилейское приледниковое озеро. Позерский ледник почти полностью разбурил гидрографическую сеть Балтийского бассейна. Остался только верхний Неман с притоками, который впадал на западе в Скидельский приледниковый водоем. Талые воды ледника радиально стекали на север и формировали по ложбинам и  речным долинам Днепра, Березины и других рек Черноморского бассейна зандровую поверхность.

В связи с этим гидрографическая сеть Балтийского и Черноморского бассейнов формировалась по-разному. К отступлению валдайского ледника реки бассейна Балтийского моря были блокированы в устьях ледником и не питались его талыми водами. В то же время к началу активной деградации ледника реки  бассейна Черного моря служили водоприемниками талых вод. В результате неодинакового влияния ледника складывались  разные условия формирования речных долин двух главных бассейнов. Формирование гидрографической сети  Балтийского водосбора происходила  трансгрессивными путями вслед за отступлением ледника. Уровень приледниковых водоемов понижался, а русла рек постепенно  приближались в сторону современного устья. И, наоборот, возобновление гидрографической сети бассейна Черного моря происходило в результате регрессивного  передвижения  истоков рек вслед за ледником.

Согласно Н. А. Вольчика (1992), с течением времени по мере отступления ледника талые воды поменяли свое направление на запад. Прерывистый характер дислокации ледниковой области отразился в образовании конечных морен и в связи с этим – каскадов проточных приледниковых водоемов. Отход стороны ледника вызвал отмирание одних мергельных ложбин стока талых вод и появление новых на более низких уровнях. В дно приледникового водоема врезались реки углублялись речные долины, шло формирование долин рек прорыва через конечноморенные накопления. Но сначала места заложения речных долин прорыва были вызваны тектонически ослабленными зонами, которые позже были переделаны ледником и его талыми водами Гляциогенные линейные формы, которые пересекали мореные гряды, представляли собой каналы перелива талых вод с подпрудных приледниковых озер на разных гипсометрических уровнях общего наклона Балтийского водосбора. Позже они стали основными путями возобновления гидрографической сети.

Формирование речной сети бассейна Балтийского моря в позднем ледниковом периоде после максимальной стадии Валдайского ледника происходило в 4 этапа. Они связаны с поморской, южно-литовской, средне-литовской и северо-литовской фазами деградации валдайского ледника (Н. А. Вольчик, 1992).

После отступления ледника к поясу распространения краевых образований поморской фазы (15,5-15,0 тыс. лет назад) присоединился сток со Скидельского и Нарачано-Вилейского приледниковых озер и речных вод верхнего Немана по долине Ласосны, ее притока Татарке и сквозной долине по Вилии – Hypке и в Бержу и Наров (бассейн Вислы). Уровень Скидельского приледникового водоема понизился на 10 м (с 130 к 120 м). Перед ледником в Понемонье возникло Средненеманское озеро, понизился уровень и Нарачано-Вилейского водоема, сток с которого шел вдоль Балтийской гряды в бассейн Вислы, через Средненеманское озеро  и сквозную долину Волкушанки-Бебжы. Верхний Неман впадал в Скидельское озеро, а затем в Средненеманское сначала двумя рукавами, по основной, а потом сквозной долине Городничанки.

На севере Беларуси по склонам водосборного бассейна Балтийского моря перед стороной ледника поморской фазы возникло большое Полоцкое приледниковое озеро. Сток воды с его к концу этой фазы шел по наклону вдоль стороны ледника на запад и юго-запад к Северному морю по Виленско-Варшавско-Берлинской проталине.

Во вторую юго-литовскую фазу (14,7 тыс. лет назад) произошло заложение местного стока талых и речных вод через краевые образования Балтийской гряды и Латгальской возвышенности. Однако большая часть стока шла по Виленско-Варшавско-Берлинской проталине. Местный сток способствовал понижению уровню приледниковых озер и возобновлению по их дну и тальвегам ложбин стока речных долин с двумя-четырьмя самыми Bepxними террасами. На места допоморских приледниковых озер заложились реки Вилия, Западная Двина с множественными притоками и трансгрессивный участок Немана с приустьевыми частями притоков. Береговые линии этих озер определяются абсолютными отметками от +90 к +33 м. Быстрое понижение базиса эрозии вызвало спуск приледниковых озер и обновление гидрографической сети бассейна Западной Двины, Taви и других рек.

В третью северно-литовскую фазу условия были аналогичные поморской стадии. К первому потеплению климата (13,0- 12,2 тыс. лет назад) на этом этапе произошло почти полное обновление средних и верхних течений главных рек бассейна Балтийского моря.

В связи с резким потеплением климата на следующем этапе формирования сети, в аллероде (11 тыс. лет назад), и отступанием ледника и первой гряды Совпаселька образовалось позднее Пиртийское озеро с пометкой +6... 8 м. Достоверно, в белшту Неман, Западная Двина, Гауя и другие реки начали впадать в водоемы, связанные с котловиной Балтийского мора.

Возобновление долины речной сети после позерского оледенения свидетельствует о постепенном поднятии рельефа в голоцене. Быстрое врезание рек происходило вместе с перестройкой речной сети за границами распространения валдайского ледника. Это отражено в перекатах рек: Неман - Случ (Уша с Лошей, Неман с  Выей; Зальвянка - верховья Жигулянка - Щара - левые притоки Ясельды, исток Щары).

В целом речные долины Прибалтики и территории Беларуского Поозерья отличаются небольшой шириной, значительной глубиной и крутизной склонов, невыработанностью продольного профиля рек. Реки имеют относительно небольшую скорость течения и большой уклон, что и характерно для молодой гидрографической сети. О молодости рек свидетельствует тоже выпуклость и ступенчатость продольного профиля. Речные долины вниз по течению отличаются более сложными речными террасами.

И начало антропогена на Беларуском Полесье сформировалась плоская, или слабая волнистая поверхность с множественными значительными по площади озерами. Территория имела сеть палеорек бассейнов Днепра, Немана и Вислы.

Сначала антропогена на Полесье продолжалось развитие речной сети. Об этом свидетельствуют палеореки Березины, Буга, Днепра, Лесной, Муховца, Припяти, Случи, Ясельды и др. Глубина выработанных речных долин складывала 25 м. Широко развитыми были слабые урезанные короткие и широкие водотоки, которые соединяли озера. Особенно много таких озер было в западной части полесского рэпена, где озерность достигала 30 %.

На востоке водоемы встречались редко и имели небольшую площадь. По происхождению это были преимущественно денудационные, карстовые и  тектонические озерные котловины.

Позже, в Hapовское время, когда северная часть Полесья была еще покрыта ледником, на Полесье были довольно периогляциальные условия. В результате геологической деятельности нарвского ледника южная часть Беларуси начала принимать котловиноподобную форму, что влияло и на дальнейшую судьбу гидрографической сети.

В беловежское время гидрографическая сеть обновилась и стала близко к прежней. В беловежский межледниковый период существовали  уже почти все современные реки, которые протекали близко к современному местоположению их речных долин (Днепр, Березина, Беседь, Брагинка, Муховец и др.), Но озерность уже составляла не более чем 4-5 % от общей территории. В березинское время почти все Полесье было покрыто материковым ледником. Исключение составляло правобережье Припяти на юг от линии Столин - Петриков - Ельск. В довольно суровых условиях существовали только потоки и водоемы талых вод. При дальнейшем отступлении ледника возникла довольно густая сеть приледниковых водоемов (до 20 %). Местоположение некоторых из них соответствует современным озерам (Черное, Белое и др.)

В александрийское время, согласно Г.И.Горецкого (1970), речная сеть развивалась в два этапа. В первую половину межледниковья реки имели довольно широкие долины. Влажность климата обуславливает их значительную водность, уровень подъема воды во время весеннего разлива. В связи с этим часто стал повторяться перелив воды с бассейна Днепра, Сожа через Замгалу в Двину. Плотность  и местоположение речной сети почти полностью соответствуют современным. При этом Березина и Припять впадали в Днепр по сравнению с современным местоположением несколько южнее.

Днепровский  ледник снова покрыл почти все Полесье, потому обновление гидрографической сети произошло уже после его отступления, а неровности рельефа обозначили местоположение водотоков и водоемов. В следующем Шкловском межледниковье речная сеть немного отличалась от современной, а озерность превышала 3 %.

Отдельные климатические условия Полесья складывались в сожское время, когда ледник находился на севере региона, а его талые воды свободно стекали на юг. На территории Полесья отсутствовали крупные пpиледниковые водоемы, но небольшие по площади встречались довольно часто. Глубина их достигала 50 м и более. На юге Полесья могли существовать и реки. По мере деградации ледника обновлялась и речная сеть. Поскольку на западе формировался бассейн реки Немана, они забрали часть верховьев водотоков, которые раньше впадали в Припять.

В начале Мравинского межледниковья на территории Беларуского Полесья было довольно много озер. На иx месте и сейчас есть значительные по площади водоемы (Красное, Споровское, Бобровитское, Белое, Ореховское). В позерское время, когда на севере был еще ледник, на Полесье поступало значительное количество оттаявших вод. Это способствовало образованию широких надпойменных террас, многих озер и озерных низин. Озерность достигала 20 %. Между браславской и оршанской стадиями происходило врезание рек, начали опускаться озера. На браславской стадии сформировались первая надпойменная терраса Днепра и Буга, вступление от первой надпойменной террасы и поймы.

На последнем этапе антропогена, в голоцене, на Беларуском Полесье образовалось несколько пойменных уровней в речных долинах. Возникают две-три озерные террасы, развивается овражно-балочная сеть, заполняются отложениями озерные котловины.

3.3. Современные русловые процессы и их влияние на формирование гидрографической сети.

 

Для территории Беларуси характерно развитие практически всех  известных в гидрологии типов русловых процессов. Это связано с равнинностью территории (плоскоравнинный  или пологоволнистый рельеф), а также с геологией пород, которые складывают водосборы (флювиогляциальные пески, cyпеси, пески). Среди всех процессов наиболее широкое развитие получил  процесс меандрирования. 90 % рек Беларуси  имеют меандры. Этот процесс охватывает речную сеть бассейна рек Немана, Bилии, Березины, Сожа, Припяти. Только на Немане ниже д. Возни, а на Bилии ниже впадения рек Нарочь и Припять в г. Мозырь отмечаются участки, где не наблюдаются меандры.

Свободное меандрирование развивается по клиночной схеме, по соответствующим циклам плановых деформаций, которые приводят к увеличению кривизны русла. Последнее меняется от слабоизвилистых участков и формирования хорошо определенных излучин. Цикл развития меандр завершается прорывом узкого перешейка излучин в результате непосредственного сближения размываемых берегов двух соседних излучин. Скорость размыва (перемещения) бровок вогнутых берегов излучин различна: от нескольких метров до 10-18м в год на Припяти. После этого цикл формирования излучин меандр повторяется. Такие процессы наблюдаются в широких речных долинах, которые характеризуются хорошо развитой поймой со сложным волнистым рельефом и большим количеством старичных озер. Такой тип меандрирования наблюдается почти на  70 % длины  речной сети и характерны для Березины и Свислочи, Припяти, Беседи, Птичи. На этих реках свободное меандрирование наблюдается почти от их истока до устья.

На более крупных реках встречаются и другие типы русловых процессов. Но отрезки со свободным меандрированием имеют значительную протяженность (на Днепре - 300 км, Немане - 240 км, Западной Двине - около 100 км). На таких  реках, как Днепр, Ствига,  Ясельда, встречаются отрезки, где происходит расчленение главного русла на самостоятельные рукава, которые тоже самостоятельно меандрируют. Незавершенное меандрирование отличается от свободного тем, что природный цикл формирования излучин прерывается задолго до их полного завершения. Сформированные протоки имеют больший уклон, чем основное русло. Они постепенно углубляются и сами становятся самостоятельными и главными бассейнами.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. Типы русловых процессов: 1 – русловая многорукавность, 2 - побочневый, 3 - ограниченное меандрирование, 4 - свободное меандрирование, 5 - незавершенное меандрирование; 5А - пойменная многорукавность

 

 В то же время старое русло постепенно мелеет, отделяется от нового. Процесс продолжается несколько лет, а временами и десятилетий. В результате на реке образовывается множество рукавов в виде полумесяца с большим количеством островов. Незавершенное меандрирование встречается на больших и малых реках (Днепр, Березина, Сож, Припять, Неман).

Для территории Полесья характерно пойменная многорукавность, которая ни связана, как правило, с русловыми процессами в главном русле. Дополнительные русла (рукава) образовываются путем прорыва поверхности поймы. Многорукавность возникает в широкой, хорошо развитой пойме. При этом на рукавах встречаются самые разные типы русловых процессов (свободное, незавершенное, ограниченное меандрирование, осередковый тип). Хорошо выраженная пойменная многорукавность встречается всего на 22 реках. Общая протяженность складывает всего 2 % от протяженности речной сети (235 км). Участки рек с таким типом руслового процесса распространены в основном на юге республики, на Полесье, в наиболее пониженных участках речных долин Днепра, Сожа, Беседи, Ясельды, и других рек.

Ограниченное меандрирование - это сползание слабо выраженных излучин вниз по течению без изменения их формы и размеров. Их свободному перемещению по речной долине препятствуют склоны долин. Такой тип руслового процесса характерен для районов с узкими речными долинами  слабо развитыми поймами. Ограниченное меандрирование распространено главным образом на севере Беларуси, где преобладает холмистый рельеф. Этот тип руслового процесса отмечается на Западной Двине и некоторых ее притоках (Лучеса, Усвейка, Ула), а также в верховьях Днепра  и на некоторых его притоках (Сож, Bиxpa). На малых и средних реках в отдельно пониженных и заболоченных участках Полесья встречаются реки, извилистость которых по форме напоминает схему ограниченного ме-андрирования. Однако тут сползание излучин отсутствует. Образование таких излучин не связано с узкой речной долиной или характером формирования поймы. Тут русловой процесс протекает очень вяло, что связано с низкой водностью реки, небольшим количеством наносов, низкими подтопленными берегами.

Ограниченное меандрирование встречается в верховьях многих притоков рек Припяти, Березины, Сожа. Общая протяженность таких участков складывает 580 км, или 5 % общей протяженности гидрографической сети.

Немеандрирующие однорукавные русла с побочневым типом руслового процесса характеризуются отсутствием плановых деформаций. Основные изменения русла выражаются в перестройке рельефа дна pеки. В результате такого процесса наблюдается намыв русла на одних и размыв на других участках. По дну русла сползают гряды разных размеров. В связи с этим наблюдаются периодические изменения глубины. Разновидностью такого движения является побочневый тип руслового процесса. В этом случае крупные гряды размещаются по дну реки в шахматном порядке. Береговые, наиболее возвышенные участки дна при понижении уровня воды обсыхают и образовывают побочни, которые обычно зарастают. Движение побочней наблюдается только в полноводье. Этот тип руслового процесса не получил широкого развития на реках Беларуси. Общая протяженность рек  с таким типом процесса складывает около  10 % от общей протяженности (1170 км). Он наблюдается на Западной Двине, Немане, Bилии, Днепре, на участках, где реки пересекают наиболее возвышенные холмистые районы Беларуси. На Припяти этот русловой процесс наблюдается на отрезке около  Мозырьского креста.

 

3.4. Изменение русловых процессов и изменение русел в процессе инженерно-хозяйственной деятельности.

 

Инженерно-хозяйственная деятельность на реках Беларуси связана со следующими видами  хозяйствования:

- безвозвратная добыча с русел нерудных строительных материалов (песка, песчано-жвировай смеси);

- расчистка и углубление русел с целью их гидрологического оздоровления, увеличения транспортирующей способности рек во время весенних паводков и наводнений;

- выпрямление меандр при защите населенных пунктов и других объектов хозяйствования от подмыва и затопления, для улучшения судоходных условий и уменьшения угрозы образования ледяных заторов.

При проведении таких работ негативное влияние проявляется в изменении  режима наносов и течений, что приводит к нарушению обратных  и развитию невозвратных деформаций русла, и понижению уровня рек и грунтовых вод на прилегающих территориях. Добыча на реках нерудных строительных материалов регламентируется "Рекомендациями предупреждения экологически - хозяйственного вреда от изменения русловых  процессов дноуглублением и обвалованием" (Минск, ЦНИИКВВР, 1998).

После некоторого спада добычи нерудных полезных ископаемых, обусловленных экономичными проблемами, в последние годы наблюдается активизация этого процесса. В начале 2002 г. на Белаpycи приблизительно на 30 участках наиболее крупных рек велась добыча нерудных строительных материалов, которые находятся в основном в крупных городах: на Днепре (Орша, Шклов, Могилев, Быхов, Рогачев, Жлобин, Речица, Лоев, Любеч, Комарин), на Припяти (Мозырь, Туров, Петриков), на Соже (Веточка, Гомель, урочище "Сож"), на Березине (Борисов, Бобруйск, Светлогорск, урочище "Березина"), на Западной Двине (Ула, Витебск, Полоцк, Верхнедвинск).

Степень воздействия добычи нерудных строительных материалов на изменение русел и русловых процессов зависит от цели горных разработок. При гидрологическом оздоровлении отдельных участков рек добываются только донные илистые отложения, которые являются результатом техногенных воздействий на режим рек и наносов. При этом происходит не только возобновление и стабилизация руслового  процесса. Помимо этого, 6epега на рекреационных участках pек  хорошо обустраиваются. Такие работы велись по берегам Днепра в районе санаторно-оздоровительного комплекса "Беларуснефть" ниже Речицы, в Жлобине.

Расчистка русел с  целью увеличения транспортирующей способности рек в весенний разлив и во время наводнений может тоже вызывать нарушение динамики водного потока и расхода наносов. Это приводит, в первую очередь, к изменению гидрографа pеки и воздействию в новых гидродинамических условиях водной массы на русло, гидротехнические сооружения, которые находятся ниже по течению, не только в весенний разлив, но и  в межень. Характерным примером тут является увеличение  живого сечения  Припяти на территории Украины, которое было проведено с целью улучшения транспортирующей способности рек в полноводье и уменьшения угрозы ледяных заторов в районе  Чернобыльской АЭС. В результате на Припяти в пределах территории Беларуси произошло понижение уровня воды, что привело к ухудшению условий судоходства в меженный период.

Наиболее значительно влияет на русловой процесс выпрямление речных излучин с целью улучшения судоходства на реках. В наибольшей степени такому воздействию подлежит Припять, где было выпрямлено свыше 20 излучин. Очень частое выпрямление рек проводится при защите населенных пунктов от подмыва и  затопления, при строительстве мостов (д. Погост на Припяти, д. Дубна на Немане, участок Сожа в Ветковском районе).

Значительные изменения в извилистости рек происходят при мелиорации. Это касается в первую очередь тех рек, которые являются водоприемниками мелиоративных систем. На сегодняшний  день такие работы возможны на отдельных отрезках рек только при реконструкции мелиоративных систем.

Строительство единичных водоемов привело к значительному увеличению густоты речной сети территории Беларуси.

Выводы по третьей главе

 

1.                 В развитии гидрографической сети Полесья наблюдается ритмичность, которая обусловлена чередованием ледниковых и межледниковых этапов, а также изменением климатических условий.

2.                 Наиболее крупные речные долины, некоторые озерные котловины формируются унаследовано.

3.                 Положение главного водораздела между Балтийским и Черным морями практически не изменяется, однако общий рисунок гидрографической сети постепенно усложняется.

Заключение

 

1.                 Для территории Беларуси как части восточно-Европейской равнины характерно развитие практически всех известных в гидрологии типов русловых процессов. Каких.

2.                 Современные исследования свидетельствуют о необходимости проведения работ по стабилизации и возобновлению русловых процессов. Они должны проводиться в несколько этапов:

·                   оценка степени воздействия человека на русловой процесс;

·                   прогноз его изменения;

·                   определение границ при проведении запланированных мероприятий;

·                   проведение мероприятий по возобновлению (компенсации) русловых процессов;

·                   разработка правил проведения работ и экологической стабилизации при инженерно – хозяйственной деятельности.

Литература

 

1.     Быков В.Д.,Васильев А.В. Гидрометрия. Л., 1977. 448 с.

2.     Вендров С.Л. Жизнь рек. Л., 1986,112с.

3.     Кондратьев Н.Е., Попов И.В., Снищенко Б.Ф. Основы гидроморфологической теории руслового процесса. - Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 272 с.

4.     Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в её бассейне. - М.: Изд-во АН СССР, 1955. - 346 с.

5.     Маккавеев Н.И., Чалов Р.С. Русловые процессы. - М.: МГУ, 1988. - 264 с.

6.     Михайлов В.Н., Добровольский А.Д. Общая гидрология. Москва., Высшая школа.,1991,368 с.

7.     Чеботарев А.И. Гидрологический словарь. Л.: Гидрометеоиздат, 1978, 308 с. Шикломанов И.А. Влияние хозяйственной деятельности на речной сток. Л.,1986. 118 с.

8.     Лопух П.С. Гидрография Беларуси. 2004

 

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://bedload.boom.ru/

 

Скачано с www.znanio.ru