ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПОВ РУСЛОВОГО ПРОЦЕССА

3/2011
геологоразведка
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПОВ РУСЛОВОГО ПРОЦЕССА
ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ
ИЗЫСКАНИЯХ НА ВОДОТОКАХ АДЛЕРСКОГО РАЙОНА
Отнесение конкретного участка реки к соответствующему типу русловых
процессов помогает дать прогноз деформаций русла, который абсолютно важен
при проектировании переходов различных объектов через водные препятствия.
С
уществуют различные типы русловых процессов. Среди них основные: меандрирование, русловая многорукавность, пойменная многорукавность (разветвленное русло) и др. Также существуют различные промежуточные и крайние
проявления русловых процессов.
Для многих типов русловых процессов выявлены закономерные схемы развития
речных русел. Например, при меандрировании – смещение излучин, при русловой
многорукавности – смещение вниз по течению русловых островов, при пойменной
многорукавности – разработка, развитие и отмирание пойменных проток.
В настоящее время активно развивается инфраструктура Адлерского района Краснодарского края в связи с приближающейся Олимпиадой-2014. Одним из важнейших
объектов инфраструктуры являются газопроводы, позволяющие значительно улучшить качество жизни в регионе.
Особенности рельефа местности Адлерского района заключаются в сочетании горных форм и разделяющих их речных долин, в связи с чем при проектировании газопроводов становится особенно важным изучение гидрологических характеристик
Е. А. Красотина – Инженер-гидролог
поверхностных водотоков и, в частности, определение типов русловых процессов,
ООО «Спецгеологоразведка», г. Тула
что позволит спрогнозировать устойчивость и стабильное функционирование проектируемого объекта в условиях динамичной системы реки.
Определение типа руслового процесса на водотоке является обязательным элементом при водно-технических изысканиях.
При этом используется типизация Государственного гидрологического института (ГГИ). Однако при этом возникают известные сложности при идентификации конкретного участка русла реки с предложенными в типизации шестью типами руслового процесса.
Наиболее распространенная ошибка – сравнение внешнего вида исследуемого участка реки с картинками, предложенными в руководящих документах. Поскольку трудно
найти в природе водоток без поворотов, то зачастую только
по этому признаку русловой процесс характеризуется как
свободное меандрирование. Действительно, свободное меандрирование является самым распространенным типом
руслового процесса на реках. Однако наличие излучин в
русле вовсе не является достаточным условием для того,
чтобы классифицировать его как развивающегося по схеме
свободного меандрирования. Еще большие трудности возникают на малых реках и ручьях. Как же правильно выполнить оценку?
Следует четко понимать, что типизация ГГИ является, прежде всего, типизацией процесса, типизацией механизма эрозионной деятельности потока. Следовательно, определить
тип руслового процесса – это определить характер русловых
деформаций. Рассмотрим основные закономерности деформаций при различных типах русловых процессов, а также некоторые характерные особенности, помогающие верно определить его тип.
68
Вынос взвешенных веществ водами р. Мзымты в Черное море.
Для справки: Река Мзымта (р. Бешеная) берет начало на южном склоне
Главного Кавказского хребта на высоте 2980 м и впадает в Черное море возле
г. Адлер. Длина реки 89 км, площадь – 885 км2.
всероссийское отраслевое рекламно - и н ф о р м а ц и о н н о е и з д а н и е
При грядовом движении наносов русловой процесс полностью обусловлен движением по дну грядовых форм. Деформации в плане отсутствуют либо весьма незначительны,
а амплитуда высотных деформаций соответствует высоте
грядовых форм. При этом типе руслового процесса пойма отсутствует, или является унаследованной.
Для побочневого типа характерно наличие в русле крупных,
обнажающихся в межень отмелей, расположенных в шахматном порядке. При этом русло реки приобретает некоторую извилистость. Деформации сводятся к сползанию побочней вниз
по течению. Пойма при побочневом типе руслового процесса
отсутствует или является унаследованной. При наличии в русле
островов побочни являются своего рода переключателями направляющими поток то в один, то в другой рукав русла.
При перегрузке потока наносами развивается русловая
многорукавность. В паводочный период в русле наблюдается движение ленточных гряд, побочней и осередков, которые
обнажаясь в межень разделяют русла на рукава. Возникающие таким образом острова имеют аккумулятивное происхождение и, как правило, смещаются вниз по течению. Нередко
на таких островах закрепляется растительность. В этом случае направление смещения такого острова можно надежно
определить по характеру растительности на нем. На наиболее
старой части острова будет наблюдаться и наиболее развитая
растительность. При наличии на острове древесной растительности можно косвенно оценить и скорость его смещения,
установив возраст самых старых деревьев на приверхе острова. Для этого достаточно спилить самую нижнюю живую
ветвь дерева и по ее годовым кольцам определить возраст
дерева. Поймой, по сути дела, при русловой многорукавности
являются аккумулятивные осередки-острова.
Деление русла на рукава наблюдается и при незавершенном меандрировании. Как же отличить этот тип руслового
процесса от русловой многорукавности? Дело в том, что при
незавершенном меандрировании рукав возникает в результате развития спрямляющей протоки на пойме. Именно пойма
и поможет нам верно определить незавершенное меандрирование. Характерный признак – наличие следов плановых
деформаций русла в виде вееров перемещения на пойме.
Ведь главной сутью руслового процесса при незавершенном
меандрировании является развитие излучин в плане, заканчивающееся появлением спрямляющих проток. Рисунок
рельефа пойм как бы повторяет генеральное направление
потока. Естественно, при отсутствии поймы говорить о незавершенном меандрировании не приходится.
Дальнейшим развитием незавершенного меандрирования
является пойменная многорукавность. Для этого типа руслового процесса присуща широкая пойма, на которой при обилии рукавов зачастую невозможно выделить главное русло.
Острова, образованные протоками имеют значительную плановую устойчивость. Деформации русла сводятся к медленному развитию спрямляющих проток, охватывающих группы
смежных излучин.
Для свободного меандрирования весьма характерно наличие на пойме стариц, а сама пойма покрыта сложной системой грив и понижений. Плановые русловые деформации
заключаются в сползании излучин на ранних стадиях их
развития и в их развороте относительно точек перегиба на
поздних стадиях.
w w w. S - N G . r u
145
3/2011
геологоразведка
При ограниченном меандрировании
русло напоминает синусоиду, заключенную между бортами долины. Именно
при ограниченном меандрировании образуется весьма характерный пойменный рельеф, обусловленный сползанием излучин.
Таким образом, меандрирование предполагает наличие плановых деформаций, продуктом которых является пойма.
Нет поймы – нет меандрирования, а излучина носит орографический, вынужденный характер. Такого рода излучины
типичны для малых рек и ручьев и разобраться в типе руслового процесса на
них и позволяет факт наличия или отсутствия поймы.
Зачастую на соседних участках реки
мы можем наблюдать различные типы
русловых процессов (например: побочни вдруг сменяются осередками). В этом
случает полезно оценить присутствие
антропогенного фактора (водозабор или
выпуск, дноуглубление, мостовые переходы и т.п.).
Гидрологические изыскания на реках
Адлерского района проводились с целью
получения исходных данных для проектирования трассы газопровода от Адлера
до с. Эстосадок. Трасса проходит через
множество ручьев и рек (Медовеевка,
Кепша, Краснополянка, Монашка, Бешенка, руч. Мельничный), являющихся
притоками наиболее значительной реки
района – Мзымты.
Особенностью режима рек региона
является быстрое формирование паводков вследствие частого выпадения
дождей и больших уклонов рек и склонов долин. Большинство паводков характеризуются кратковременностью и
интенсивностью подъема уровней воды
в реках. При особенно сильных ливнях
в верховьях рек паводки проходят в
виде высокого вала воды. Такие пики
паводков, как правило, держатся в течение не более 1–2 часов. При этом продолжительность подъема уровней воды
ООО «Спецгеологоразведка»
300007, г. Тула, ул. Михеева, д. 17
тел./факс (4872) 701-495, 701-496
701-497, 701-498
e-mail: [email protected]
www.specgeo.su
70
Измерение расхода воды в створе гидроствора
Измерение расхода воды на реке Бешенка
при паводках, составляет в среднем
3–5 суток, спада – 8–10 суток и сопровождаются большими разрушениями и
деформациями.
Русловой процесс тесно связан с
транспортом наносов и может рассматриваться, как его внешнее проявление.
Степень воздействия русла на поток и
потока на русло зависит от устойчивости
последнего, твердой среды и скорости
течения.
На участке проектируемого газопровода Адлер-Эстосадок повсеместно проходят плановые (горизонтальные) и высотные (вертикальные) деформации русла и
берегов, носящие как многолетний, так и
сезонный характер.
Комплексный анализ картографического материала, космических снимков,
материалов полевых изысканий с привлечением режимных гидрологических
наблюдений позволил установить, что на
всероссийское отраслевое рекламно - и н ф о р м а ц и о н н о е и з д а н и е
реках Адлерского района, попадающих
в зону строительства газопровода русловой процесс по типу русловой многорукавности развивается на р. Псахо и
Чвижепсе; по типу русловой многорукавности осередкового типа – на р. Медовеевка; по побочневому типу с элементами
ограниченного меандрирования – на р.
Кепша, Краснополянка, Монашка, Бешенка, руч. Мельничный.
В результате проведения инженерногидрологических изысканий на реках
Адлерского района установлен ряд гидрологических характеристик водотоков
и в том числе определены типы русловых
процессов, что позволило при проектировании газопровода разработать и принять верные технологические решения
для многолетнего и успешного функционирования объекта жизнеобеспечения в
условиях сложной гидрологической обстановки.