Река и речная сеть. Долина и русло реки

Совокупность водотоков (рек, ручьев, временных водотоков, ка­налов), водоемов (озер, водохранилищ) и особых водных объектов (болот, ледников) в пределах речного бассейна составляет гидрогра­фическую сеть бассейна. Совокупность естественных и искусствен­ных водотоков называют русловой сетью. Частью гидрографической (и русловой) сети является речная сеть. Речную систему составляют главная река, впадающая в при­емный водоем (океан, море, бессточное озеро), и все впадающие в нее притоки различного порядка. В качестве главной реки в разных случаях считают либо наиболее длинную реку в бассейне (Волга длиннее более полноводного притока Камы), либо наиболее много­водную реку (Миссисипи при слиянии с более длинной Миссури).

Длина реки L — это расстояние вдоль русла между истоком и устьем реки..Длины рек обычно определяют по крупномасштаб­ным картам или аэрофотоснимкам (расстояния измеряют по гео­метрической оси русла или фарватеру).

Исток — это место начала реки (выход из озера, болота, ледни­ка, родника и т. д.). Если река начинается в гористой местности там, где подземные воды выходят из-под скопления обломочного материала (осыпи), то это место и считают истоком. Откуда бы река ни вытекала, ее исток не может находиться на самом орогра­фическом водоразделе. Устье реки —это место впадения реки в море, озеро, другую реку. Иногда река заканчивается там, где прекращается речной сток из-за потерь на испарение и инфильтрацию или в результате полного разбора воды на орошение. Такое место иногда называют слепым устьем. Отношение длины участка реки L_i, к длине прямой l_i, соединя­ющей концы этого участка, называется коэффициентом извилисто­сти реки на данном участке: Kизвi=L_i/l_i .

Коэффициент извилистости на отдельных участках рек изменя­ется от 1 до 2—3, а иногда и больше. Поскольку на отдельных участках извилистость реки разная, общий коэффициент извилистости реки определяют по формуле

Σизв.общ.=ΣL_i/ Σl_i=L/ Σl_i

Сумма длин всех рек в пределах бассейна или какой-либо терри­тории дает протяженность речной сети ΣL_i,. Отношение протяжен­ности речной сети к площади бассейна характеризует густоту реч­ной сети бассейна или территории:

d=ΣL_i/f,

имеющую размерность км/км². Здесь f— площадь рассматриваемой территории. Густота речной сети в пределах равнинных территорий Евро­пейской части России в целом уменьшается с севера на юг. Речная сеть по характеру рисунка может быть древовидной (или центрической), прямоугольной, центростремительной и др.

Речная сеть — это сложный результат тектонических и эрозион­но-аккумулятивных процессов, движения ледников, крупномасштаб­ных колебаний уровня океана и морей и т. д.

Долина и русло реки. Речные долины по происхождению могут быть тектоническими, ледниковыми и эрозионными.

По форме поперечного профиля речные долины подразделяют на теснины, ущелья, каньоны, V-образные, трапецеидальные, ящикообраз­ные, корытообразные и др. В поперечном профиле долины (рис. 6.3, а)

Рис. 6.3. Поперечный профиль долины (а) и русла (б) реки: / — бровка долины (коренного берега); 2 — уступ коренного берега; 3 — первая надпойменная терраса (аккумулятивная); 4 — вторая надпойменная терраса (эрозионная); 5 — бровка террасы; б —русло реки; 7—низкая пойма; 8— высокая пойма; 9— коренные породы; 10 — аллювиаль­ные отложения; 11 — прирусловой вал

выделяют склоны долины (вместе с уступом долины и надпоймен­ными террасами) и дно долины. В пределах дна (ложа) долины находятся русло реки (наиболее низкая часть долины, занятая вод­ным потоком в межень) и пойма (заливаемая водами половодья или значительных паводков часть речной долины).

Русла рек по форме в плане подразделяются на прямолинейные, извилистые (меандрирующие), разделенные на рукава, разбросанные (блуждающие) (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Типы речных русел: а — прямолинейное; 6 — извилистое; в — раз­деленное на рукава; г — разбросанное; 1 — ли­ния наибольших глубин; 2 — отмель; 3 — осе­редок или остров; 4 — размываемый участок берега; 5 — направление течения

Основные морфологические элементы русла следующие: излучи­ны (меандры), затопляемые 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, называется фарватером. Иногда помимо фарватера выделяют линию наибольших глубин. Линии на дне речного русла, соединяющие точки с одинаковыми глубинами, называют изобатами.

Основными морфометрическими характеристиками речного русла (см. рис. 6.3, б) являются площадь поперечного сечения со, ширина русла В между урезами русла при заданном его наполнении, мак­симальная глубина русла h_max. Среднюю глубину русла h_cp в данном поперечном сечении вычисляют по формуле

h_cp =Ѡ/В

Для большинства речных русел выполняется приближенное соотношение h_cp ~ 2/3hmax В извилистом русле максимальная глубина обычно смещена к вогнутому берегу.

В гидравлических расчетах часто используют еще две характе­ристики русла реки — длину смоченного периметра р (см. рис. 6.3, б) и гидравлический радиус R, равный

R =Ѡ/р

Смоченный периметр — это 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. Максимальная ширина русла на реках может достигать десят­ков километров (р. Амазонка), а максимальная глубина — 100—110 м (низовья Енисея). Здесь не учитываются те случаи, когда море затопило древние русла или каньоны (устья Конго, Св. Лаврентия) и когда глубины достигают 300—400 м.