РУСЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В УСТЬЯХ РЕК

11.1. Устьевая область реки и устьевые процессы

В низовьях рек русловые процессы развиваются в условиях, связанных с взаимодействием морских и речных факторов и систематическим отложением наносов, выносимых рекой в море. Специфичность русловых процессов в устьях рек дала основание называть их «устьевыми процессами».

Переходная зона, на протяжении которой гидрологический режим, свойственный реке, постепенно переходит в морской, получила название устьевой области. Её районирование приведено на рис. 11.1.

а) б)

Рис. 11.1. Районирование устьевой области реки (по И.В. Самойлову):

1 ― устьевое взморье; 2 ― устьевой участок, дельта реки; 3 ― приустьевой участок реки

Устьевое взморье 1 ― занимает пространство от морской границы устьевой области до нижней границы устьевого участка; в этой зоне влияние реки на морской режим не прослеживается.

На границе с морем располагается устьевой бар ― мелководная зона, образующаяся вследствие отложения наносов, выносимых рекой. Он обычно имеет форму вала, изогнутого очертания в плане, выпуклостью обращенного к берегу (в случае преобладания энергии морских течений ― рис. 11.1а) или к морю (в случае преобладания энергии речного потока ― рис. 11.1б). Иногда устьевой бар, выступая над поверхностью воды, изолирует устье от устьевого взморья, образуя свал глубин.

Устьевой участок, дельта реки 2 ― распространяется далее вверх по течению до нижнего створа приустьевого участка реки (вершина дельты). Это область наиболее активных устьевых процессов, где постоянно наблюдается смешение речной и морской
воды.

Приустьевой участок реки 3 ― распространяется далее от вершины дельты до границы проникновения вверх по реке колебаний уровня, связанных с приливными и сгонно-нагонными явлениями.

В свою очередь устьевой участок (дельта реки) подразделяется на несколько типов. Иногда для краткости этот участок именуется собственно устьем реки. В этом смысле приведенная ниже классификация рассматривается как классификация устьев рек.

11.2. Классификация устьев рек

В зависимости от очертаний в плане и характера происходящих процессов, устья рек подразделяются на несколько типов (рис. 11.2).

Рис. 11.2. Классификация устьев рек

I ― Однорукавное (Риони, Амур, а также притоки многих рек разного порядка). Характерны для рек зоны пониженной мутности, впадающих в море, озеро, водохранилище или другую реку, образующих самостоятельное устье, в том числе почти для всех рек в пределах Беларуси.

II ― Воронкообразное, или эстуарий (Обь, Енисей, Хатанга, Мезень, Южный Буг, Днепр, Темза, Св. Лаврентия). Эстуарии —это сравнительно узкие и глубокие заливы (губы) воронкообразной формы. Часто они представляют собой нижние участки долин, затопленные морскими водами при опускании суши. Накоплению наносов в эстуарии препятствуют приливо-отливные и береговые течения моря.

III ― Островное (Амазонка, Дон, Печора, Северная Двина, Индигирка, Яна, Колыма, Нева). Это одна из разновидностей дельт, характеризующаяся наличием островов, часто значительных по площади. Например, площадь дельты Амазонки с островами составляет 105000 км²).

IV ― Лопастное (Кура, Урал). Лопастные дельты образуются в устьях рек, впадающих в море длинными и узкими рукавами, несущими большое количество наносов.

V ― Многорукавное, или ветвящееся (Миссисипи, Ганг и Брахмапутра, Хуанхэ, Волга, Терек, Амударья, Лена). К этому типу относятся крупнейшие дельты мира ― в устьях Ганга и Брахмапутры (105600 км²) и Хуанхэ (36300 км²), в России ― в устьях Лены (32000 км²), Волги (11000 км²), Терека (8900 км²).

VI ― Блокированное, или лиманное (Кубань, Камчатка, Днестр, Западная Двина, Нёман, Западный Буг). Блокированные дельты образуются при впадении реки в лиман или лагуну (бухту) — участок моря, отделенный от моря косой.

Таким образом, устья III− VI типов представляют собой различные дельтовые образования. Дельта ― многорукавное русло, образующееся при впадении реки, несущей большое количество наносов в мелководную часть моря. Их разновидность обусловливается соотношением между величиной твердого стока и размером залива, в который впадает река, а также характером водного режима реки, скоростями течения и другими местными условиями, определяющими процесс образования рельефа в пределах дельты рассматриваемой реки. Обычно дельты низменны, часто заболочены, покрыты богатой растительностью. Гидрографическая сеть их очень сложна и представлена многочисленными протоками, островами, озерами-старицами.

Различают также дельты выполнения и выдвинутые.

Дельты выполнения образуются путем заполнения наносами вдающегося в сушу залива. Примерами таких дельт могут служить дельты Кубани и Дона.

Выдвинутые дельты развиваются за пределы общей линии побережья на участках с открытыми выпуклыми берегами. Таковы дельты Волги, Урала, Хуанхэ, Нила.

В отдельных случаях, в основном в засушливом климате и зонах орошения, река в отдельные сезоны часто теряется и не доходит до моря, озера или другой реки, не образуя обычного устья (Сырдарья, Теджен, Мургаб, Кума и др.).

Рассмотренная классификация устьев рек отражает их эволюцию, т.е. основные стадии развития. Переход от одной стадии к другой (так же, как и переход от одного типа к другому) определяется, прежде всего, интенсивностью выполнения речными наносами морских заливов или затопленных речных долин, образовавшихся после прекращения послеледникового значительного повышения уровня Мирового океана.

11.3. Гидрологический режим устьевой области реки

В устьевой области рек, впадающих в море, гидрологический режим, свойственный реке, постепенно переходит в морской. Его особенностью является распластывание волн половодья и паводков, которые несут основную массу наносов, служащих материалом для образования дельты.

Если на верхней границе устьевой области величина колебания уровня воды приблизительно такая же, как и в низовье реки (т.е. может достигать и даже превышать 10 м), то вблизи моря величина колебаний уровня, обусловленных речным стоком, обычно не превышает 0, 3− 0, 4 м.

По мере затухания скоростей течения речной поток на устьевом взморье постепенно теряет способность перемещать наносы, и они отлагаются. Отложение речных наносов ведет к формированию устьевого бара (см. пункт 11.1). Для устьевого взморья характерен морской режим, свойственный прибрежной зоне моря. Здесь хорошо выражены ветровые и приливные течения, волновые процессы.

Как указывалось выше, важной частью устьевого участка реки является наличие дельты. Важной особенностью дельт является периодическое затопление их водами половодья и распределение (перераспределение) стока по ее рукавам.

В периоды повышенного стока наносов дельта выдвигается в море, и ее площадь увеличивается. Увеличение длины рукавов дельты при их выдвижении в море или озеро получило название устьевого удлинения. Если сток наносов реки достаточно большой, то величина устьевого удлинения может быть очень велика. В недалеком прошлом были зафиксированы величины выдвижения дельты Амударьи в Аральское море до 4 км/год, а дельты Хуанхэ в Желтое море ― до 10 км/год.

В связи с сокращением речного стока и стока наносов, вызванных природными факторами и хозяйственной деятельностью (в основном, строительством водохранилищ), выдвижение в море многих дельт мира сменилось их деградацией (дельта Волги). С другой стороны, повышение уровня приемного водоема (моря или озера) приводит к частичному затоплению дельт и усилению их размыва. Например, такие процессы наблюдались в дельтах Терека, Сулака и Куры при повышении уровня Каспийского моря в 1978—1995 гг.
на 2, 35 м.

Особенности проявления морского режима на устьевом участке реки заключаются в распространении на некоторое расстояние волн приливов и нагонов. По мере распространения вверх по реке они постепенно затухают. Дальность их распространения приливов и нагонов тем больше, чем больше их величина в море и меньше уклон водной поверхности реки. Сужение русла, характерное для эстуариев, способствует распространению приливной волны на огромные расстояния.

Приливные колебания уровня наибольших величин достигают в заливе Фанди (18 м), Пенжинской губе (13 м), эстуарии р. Мезень (10 м). Приливы и нагоны на больших реках могут распространяться на огромные расстояния: на Амазонке — на 1400 км, Енисее — 870, Янцзы — 600, Миссисипи — 400, Оби — 350 км. После углубления речного русла в устье реки для судоходства, дальность проникновения морских вод в реку резко увеличивается (это явление отмечено в устьях Дуная, Миссисипи, Яны и др.).

Штормовые нагоны нередко вызывают в устьях рек катастрофические наводнения. Так, вызванное тайфуном наводнение в дельте Ганга в ноябре 1970 г. (уровень воды поднялся на 9, 1 м) привело к гибели 200 тыс. человек, более 4, 7 млн. человек остались без крова. Катастрофические наводнения случались в устьях Эльбы (5, 7 м, 1962 г.) и Рейна (4, 0 м, 1953 г.), в дельте Невы (4, 2 м, 1824 г.).

В устья рек, имеющих большую мутность воды (более 1000 г/м³), в результате интенсивного отложения наносов ежегодно систематически уменьшается пропускная способность реки, что часто вызывает катастрофические разрушительные наводнения на больших пространствах. В результате такого наводнения в 1889 г. в дельте Хуанхэ было затоплено 22 тыс. км² земель и погибло более 1 млн. человек.

Для борьбы с наводнениями в таких условиях русла рек ограждаются дамбами, которые систематически приходится наращивать соответственно подъему русла. Но так как процесс подъема русла совершается непрерывно, то наращивание дамб не может обеспечить полное решение проблемы борьбы с наводнениями в указанных условиях. К тому же в многорукавной и низменной дельте обваловать и защитить от затопления все острова невозможно.

Единственный выход — это строительство защитных дамб с системой регулирующих шлюзов, водопропускных отверстий, «противонагонных барьеров и ворот», а также регулирование стока водохранилищами.

11.4. Устья притоков

Республика Беларусь является сухопутной страной. Для ее гидрографической сети характерно отсутствие морей. Четыре реки республики являются главными: Западная Двина, Нёман и Западный Буг, впадающие в Балтийское море, а также р. Днепр, впадающая в Черное море. Крупнейшие реки первого порядка ― Улла Дрыса, Дисна (притоки Западной Двины), Вилия, Щара, Западная Березина (притоки Нёмана), Мухавец, Лесная (притоки Западного Буга), Березина, Сож и Припять (притоки Днепра). Для Беларуси актуальным представляется рассмотреть гидрологический режим устьев притоков разного порядка.

В устьевых участках притоков русловой режим сильно усложнен переменным воздействием со стороны главной реки. Это воздействие зависит от того, как сочетаются гидрологические и гидравлические характеристики сливающихся рек (узлы слияния). Основными факторами, влияющими на русловой режим в устьях, являются:

― соотношение амплитуд уровней воды главной реки и притока;

― соотношение сроков прохождения половодья;

― соотношение мутности взвешенных и крупности донных наносов на обеих реках.

При впадении одной реки в другую возникает подпор, достигающий максимума в периоды половодья и паводков. Совпадение или несовпадение фаз водного режима создает различный характер взаимодействия главной реки и притока.

При совпадении времени и уровня воды половодий на обеих реках (главной и притока) взаимное подпорное влияние минимально. При несовпадении же этих явлений подпор бывает значительным, причем, чем больше разница в уровнях воды и во времени прохождения половодья на обеих реках, тем сильнее выражено подпорное влияние их друг на друга.

При нарастании подпора могут временно возникнуть обратные уклоны и обратное течение. Примером может служить р. Сухона, вытекающая из Кубенского озера. При прохождении половодья на р. Вологде (притоке Сухоны), создается подпор на главной реке выше устья
р. Вологды. Уровни Сухоны повышаются настолько, что отметки их становятся больше отметок уровня Кубенского озера, и возникает обратное течение на р. Сухоне в сторону Кубенского озера. На крупнейших реках мира подпор от главной реки может распространяется на десятки, а иногда даже и на сотни километров.

При запаздывании половодья на главной реке (по отношению ко времени его прохождения на притоке) в устье последнего возникают повышенные уклоны и большие скорости. Происходит усиленный размыв русла. В итоге образуются переуглубленные устьевые участки русла притока.

При впадении в озеро на режим устьевой части реки оказывают влияние главным образом уровенный режим озера и сгонно-нагонные явления в озере. Уровни воды в озерах перед половодьем на реках, впадающих в них, обычно низкие. Волна половодья, аналогично тому, как это происходит на притоках, впадающих в реку, при несовпадении фаз водного режима вызывает в устьевом участке реки перед впадением в озеро переуглубление русла. Размыв этих участков прекращается с падением уровней и уменьшением донных скоростей, неспособных уже размывать ложе реки.

На переуглубленных участках в промежутках между половодьями наблюдается тихое течение и происходит отложение наносов, которые сносятся в озеро в период половодья. После подъема уровней воды в озере до наивысших отметок устьевой участок реки находится в подпоре, который может усиливаться нагонными явлениями. Реки, несущие достаточное количество наносов, образуют при впадении в озеро дельту, аналогичную дельте, образующейся при впадении в море.

При относительной стабильности водного режима озера и реки, впадающей в него, режим устьевого участка реки отличается однообразием, а русло реки — устойчивостью. Примером могут служить реки Белорусского Поозерья. Русловые процессы, происходящие на реках после создания водохранилищ, рассмотрены в следующем разделе.

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8910 11 Следующая ⇒