Русловые процессы в устьевых областях рек
В устьевых областях рек русловые процессы приобретают ряд специфических особенностей, обусловленных: 1) направленным рассредоточением стока воды и наносов по рукавам дельт; 2) сгонно-нагонными и приливно-отливными колебаниями уровней; 3) формированием в многоводную фазу режима кривой спада уровней; 4) устьевым удлинением реки по мере формирования устьевых баров.
На степень влияния каждого из факторов накладывают отпечаток тип дельты – выдвижения на открытое взморье или заполнения залива-эстуария (рис. 2.46), соотношение между положением вершины дельты и дальностью проникновения колебаний уровня моря, распластывание потока половодья (паводка) на взморье или формирование стоковых течений в эстуарии, величина стока наносов, выносимых рекой в море, взаимодействие речного потока на взморье с ветроволновыми явлениями и вдольбереговыми морскими течениями.
Рис. 2.46. Схема дельт выдвижения р. Лены (А) и выполнения залива р. Енисея (Б). Цифрами в кружках подписаны рукава (протоки):
на Лене 1 – Булкурская, 2 – Оленекская, 3 – Арынская, 4 – Туматская, 5 – Трофимовская, 6 – Бол. Трофимовская, 7 – Сардахская,
8 – Бы-ковская, 9 – Кюрюеллек-Юесэ, 10‒ Исполатова, 11 – Синицына; на Енисее 1 – Рыбная; 2 – Охотская; 3 – Малый Енисей;
4 – Большой Енисей; 5 – Каменный Енисей; 6 – Судная; 7 – Чаяшная; 8 – Деря-бинский Енисей (Б). 1 – коренные берега, 2 – дельта;
3 – прибрежно-морская равнина и останцовые поверхности. [Корота-
ев, Михайлов и др., 1990;Михайлов, 1997]
|
|
|
Верхняя граница устьевой области определяется по дальности проникновения сгонно-нагонных и приливно-отливных колебаний уровня моря, либо по вершине дельты, если последние не распространяются выше ее по реке [Михайлов 1971]. В дельтах рек основные (магистральные) и многие боковые (второстепенные) рукава не соединяются, самостоятельно впадая в море; река разделяется на несколько (не более двух-трех) магистральных рукавов, водность которых к устьевому створу уменьшается в 2-3 раза за счет отвлечения стока во второстепенные рукава. Это приводит к продольным изменениями параметров форм русел рукавов, образованию разветвлений, формированию перекатов.
В ряде случаев рукава представляют собой остаточные заливы, образовавшиеся в ходе выдвижения дельты. Подобные рукава характеризуются невыдержанной шириной, наличием местных расширений и относительных сужений русла, что является причиной формирования осередков и перекатов.
Если вершина дельты находится выше границы проникновения приливов или нагонов, то переформирования русел дельтовых рукавов в верхней части дельты идут на фоне постепенного уменьшения их водности вниз по течению по мере ответвления новых рукавов. Это сопровождается изменением параметров излучин, островов, гряд. В зоне влияния нагонов или приливов обычно выделяется несколько участков, в пределах которых меандрирующее русло или рукава дельты характеризуются различными типами излучин, неодинаковыми крутизной и формами их смещения; в разветвленных руслах наблюдается последовательное изменение типов русловых разветвлений, их размеров и направленности смещения.
|
|
|
Например, в дельтовых рукавах с меандрирующим руслом на верхнем участке, куда проникают нагоны 1%-й обеспеченности, благодаря подпору происходит снижение в 1,5-2 раза темпов смещения излучин; если выше преобладали излучины с продольным перемещением, то здесь доминируют с поперечным. Следующий участок отличается распространением крутых, заваленных вверх по течению излучин, постепенно увеличивающих свою перекошенность из-за более интенсивного размыва вогнутого берега в верхнем крыле и вершине излучины. Хотя некоторые из них имеют спрямляющие протоки, динамическая ось потока проходит вдоль вогнутого берега, несмотря на нарушение условий его безотрывного обтекания (r < 2,5bp).
|
|
|
Это связано с регулярным распространением подпора со стороны моря даже во время половодья, а в межень – развитием при нагонах и приливах противотечений. В пределах нижних участков дельтовых рукавов в развитии русловых деформаций сказывается глубокий подпор во время нагонов и приливов, формирование кривой гидравлического спада при сгонах и отливах, а также влияние ветрового волнения. Русла заметно расширяются, образуя своеобразные раструбы.
Распластывание речного потока по устьевому взморью и формирование кривой спада уровней во время половодья (крупных паводков) наиболее выражено в дельтах выдвижения [Маккавеев, 1951]. Это приводит к размывам дна русла, обусловливает большие глубины в низовьях магистральных рукавов. Происходящее одновременно устьевое удлинение реки сопровождается соответствующим смещением кривой спада и зоны приустьевого размыва (рис. 2.47). В заливах эстуарного типа во время половодья создается мощное стоковое течение со скоростями потока, мало отличающимися от скоростей в низовьях рек в этот период. В таких условиях распластывание потока при впадении реки в залив не происходит, кривая спада уровней не образуется или выражена слабо.
|
|
|
Рис. 2.47. Схема переформирования продольного профиля приустьевого участка реки вследствие формирования кривой спада уровней [Маккавеев, 1951]. АА1 , ББ1 ‒ последовательные положения водной поверхности в половодье по мере выдвижения дельты; аа1, бб1 – последовательные положения дна по мере выдвижения дельты
Аккумуляция наносов в устьевой области реки, впадающей в эстуарий (губу – в устьях северных рек), осуществляется за счет растекания речного потока по рукавам, начиная от вершины дельты и особенно резко проявляясь у морского ее края, охватывая всю дельту и устьевое взморье. Вследствие этого в дельтовых рукавах формируются перекаты, в их устьях – мелководные бары и далее вниз по заливу – несколько аккумулятивных мелководий, также называемых барами, разделяющих относительно глубокие участки залива (губы).
Влияние морского фактора (сгоны‒нагоны) проявляется в уровенном режиме на спаде половодья и отчетливо только в межень.
Аккумуляция наносов на устьевом взморье и выдвижение дельты в море сопровождается систематической аккумуляцией наносов выше по реке, регрессивно распространяющейся вверх по течению, развитием более коротких рукавов или спрямлением магистрального рукава. На эти направленные изменения накладываются периодические, связанные с временным проявлением врезания при перестройках русловой сети дельты, когда основной сток воды устремляется в море по более короткому рукаву или при спрямлениях в пределах устьевых баров.
Дельты выдвижения в открытые моря при малом стоке наносов, что характерно для судоходных рек России, отличаются стабильностью русловой сети, относительным постоянством в течение продолжительного времени распределения расходов воды по рукавам и замедленным наращиванием морского края. Исключение представляет устьевые бары, представляющие собой начальную (первичную) форму проявления русловых процессов при впадении реки в море. В общем виде устьевой бар это – конус выноса речных наносов, осложненный частично осевшими в его пределах морскими наносами в виде гряды, постепенно перемещающийся в сторону моря. При этом, несмотря на огромную ширину разлива вод на устьевом взморье, стрежневое ядро потока сохраняет вид узкой извилистой ленты. Поток, минуя устьевой створ, продолжает течь в «жидких берегах», сохраняя постепенно затухающие скорости, благодаря которым формируются баровые бороздины.
Растекание потока к гребню бара при одновременном уменьшении скорости течения приводит иногда к образованию на нем осередка. Деформации русла рукава перед выходом на устьевой бар обусловливают направление потока в сторону то одной, то другой бороздины, переменный режим морских течений и волнения – периодическое заполнение наносами одной из бороздин, поток вдоль которой первым вступает во взаимодействие с волнами или вдольбереговым течением. На мелких и длинных барах поток сосредотачивается в одной из бороздин, а осередок причленяется к устьевой косе. Выдвижение бара сопровождается уделением баровой бороздины, по которой прокладывается судовой ход. Со временем это приводит к тому, что уклон потока через крылья бара оказывается больше, чем по бороздине. В результате происходит образование новой баровой бороздины, тогда как старая заносится наносами.
На фоне общего выдвижения в море устьевого бара и по мере повышения его отметок при низких уровнях воды в реке, отдельные части бара (осередок, устьевые косы) становятся надводными. Закрепляясь растительностью, они превращаются в первичные дельтовые образования. Баровая бороздина становится руслом реки, которое, таким образом, удлиняется. Ниже ее устьевого створа происходит формирование нового устьевого бара.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 785; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!