7 years ago
No comment

Sorry, this entry is only available in
Ukrainian
На жаль, цей запис доступний тільки на
Ukrainian.
К сожалению, эта запись доступна только на
Ukrainian.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Реакція русла виявляється тоді, коли величина порушення перевищує пороговий рівень. Пороговим рівнем порушення слід рахувати таке порушення умов руслоформування (похилу, водності річки, стоку наносів, їх крупності, форми русла і його рельєфу), яке виходить за межі їх природних коливань. Наприклад, випрямлення закрутів призводить до того, що ухил річки і вабляча сила зростають у декілька разів. Це приводить до розвитку інтенсивної глибинної ерозії. Прикладом порушення, що виходить за критичний рівень, є зміна стоку наносів нижче дамби гідровузлів і нижче великих розроблених родовищ піщано-гравійної суміші. На таких ділянках стік наносів падає практично до нуля, що призводить до інтенсивного розмиву русла.

Чим більша стійкість русла, тим вищий пороговий рівень порушення природного розвитку русла і деградації річкової екосистеми. З другого боку, за інших рівних умов при антропогенній дії він значно нижче на малих річках. Чим більша річка, тим більше опірність її русла штучним перетворенням і менший час релаксації – встановлення динамічної рівноваги в системі “потік-русло” після припинення дії антропогенного чинника або формування русла з новими гідроморфологічними характеристиками. Тому при масовій і постійній дії на річки і їх басейни русла малих річок швидко змінюються аж до їх деградації, тоді як при такому ж рівні навантаження великі річки або взагалі не реагують на неї, або змінюються в дуже малому ступені. Як приклад можна навести дію розорювання водозборів, меліорації в долинах: на малі річки ці чинники роблять дуже сильний вплив аж до їх замулювання або пересихання, тоді як на середніх і крупних річках їх наслідки не виявляються, або спостерігається замулювання лише прибережних зон русла.

Трансформація русел середніх і великих річок починається лише при масштабах дії, що перевищують характеристики самих річок (за об’ємами стоку води і наносів, параметрах русел і т.д.) – при крупному гідротехнічному будівництві, масовому відборі води на зрошування, будівництві дамб обвалування, суцільному випрямленні в транспортних цілях, масовій розробці кар’єрів піщано-гравійної суміші.

Однією з визначних природних умов, що визначають стійкість русел до антропогенного навантаження, є вільні або обмежені умови розвитку руслових деформацій і крупність руслоформуючих наносів. Широкозаплавні річки з піщаним складом наносів найбільш схильні до трансформацій, оскільки антропогенне навантаження швидко позначається на структурі потоку, умовах руху наносів, а отже, в морфології і динаміці русла. При змінах чинників руслових процесів (непрямі порушення) зміни русел набувають незворотного характеру, і при припиненні дії змінюючого чинника природна форма і режим русла не відновлюються. Водночас припинення техногенного навантаження при прямому порушенні супроводжується швидким відновленням природного стану русла, тобто час релаксації виявляється коротким.

Чим більша стійкість русел, тим консервативніша природна форма русла по відношенню до штучної дії. Тому врізані русла, що формуються в умовах обмеженого розвитку руслових деформацій на річках із гальковим, алювієм і, особливо, скельним руслом, якнайменше вразливі по відношенню до антропогенних навантажень. При ліквідації обмежуючого руслові деформації чинника спрямовані деформації відбуваються дуже швидко і позначаються на вище- і нижчележачих ділянках річки.

З іншого боку, припинення дії антропогенного чинника в умовах, коли русло управляє потоком, не супроводжується відновленням первинної форми русла, або воно відбувається протягом тривалих історичних відрізків часу, тобто зміни, що відбуваються, носять спрямований характер, а їх результат незворотний. Деякі прямі порушення, наприклад при днопоглиблювальних роботах, до певного ступеня не вносять помітних змін у природні характеристики русла, незважаючи на їх великі об’єми, особливо на річках із відносно інтенсивними природними переформовуваннями (малою стійкістю) русла, де наслідки порушення швидко ліквідуються самою річкою через високу інтенсивність руслових деформацій. Цьому значною мірою сприяє, по-перше, те, що самі ці роботи проводяться, як правило, відповідно до загальної спрямованості (тенденцій) розвитку самого русла, по-друге, вони короткочасні навіть по відношенню до одного навігаційного періоду, по-третє, витягуваний з прорізів ґрунт залишається в руслі: він тільки штучно переміщається в інші, звичайно мілководні, його частини. На річках із слабо рухомим (стійким) руслом механічні його зміни зберігаються тривалий час, що позначається на рівневому режимі річки, інтенсифікації горизонтальних і вертикальних деформацій, призводить до трансформації поздовжнього профілю річки.

Частіше за все реакцією русла на порушення є вертикальні деформації: розмиви (глибинна ерозія) русла або акумуляція наносів. Одночасно з ними розвиваються горизонтальні деформації, що перетворюють форму русла. В граничному випадку це може призводити до зміни типу русла або розміру форм русла. Основною ознакою переформовування русел під дією прямих порушень є, як правило, регресивний або трансгресивний характер розповсюдження реакції русла. Характерним прикладом подібної реакції є замулювання водосховищ і розповсюдження акумуляції далеко вгору за течією (регресивно) від місця вибивання підпору клина. При цьому швидкість розповсюдження регресивної акумуляції і її інтенсивність (швидкість осадонакопичення) залежить від величини стоку наносів і від стійкості русла річки.

Трансгресивний характер розповсюдження реакції русел на пряме порушення виявляється, якщо ці порушення супроводжуються зміною таких чинників руслових процесів, як величина і режим стоку води і наносів: збільшення або зменшення об’єму стоку води, збільшення або зменшення стоку наносів, а також зміна їх внутрірічного розподілу. Вони також призводять до виникнення вертикальних спрямованих деформацій, але мають трансгресивний характер розповсюдження ефекту дії (порушення).

Прямі порушення змінюють відразу і форму поперечного перерізу русла і його рельєф, які формувалися в ході тривалого природного процесу пристосування річки до природної обстановки. В результаті порушуються гідроморфологічні залежності, що склалася, поздовжній профіль набуває рис невиробленості. Це пояснює більш високу інтенсивність регресивних деформацій, пов’язаних із прямими порушеннями. При непрямих порушеннях система “потік-русло” проходить ряд перетворень, пов’язаних із неоднаковою реакцією форми русла, його елементів і руслового рельєфу на антропогенні зміни природних чинників. Швидше за все пристосовуються грядово-піщані форми руслового рельєфу, трансформація поперечного перерізу відбувається за роки, а зміна форми русла може наступити після десятків і сотень років після початку навантаження, коли значно зміниться похил річки. Переходячи на більш крупні форми проявів руслових процесів, реакція сповільнюється, і істотна зміна русла, пов’язана з критичною зміною чинників, може не відбуватися.

При оцінці впливу на русла річок антропогенних чинників можна виділити в їх розвитку ряд стадій. Якщо вважати першою стадією природний стан русла, другою стадією – процес порушення – створення споруд або проведення тих або інших робіт, то наступні стадії будуть реакцією русла на проведену дію. На цих стадіях річка прагне ліквідувати зміни, що відбулися, і повернути своє русло до стану, близького до природного або, при зміні чинників, послідовно пристосуватися до їх нового поєднання і прояву. В першому випадку вразливість русла пов’язана з тривалістю стадій реакції і можливостями річки до відновлення початкового стану. В другому відбуваються незворотні зміни, і стадійність реакції русла визначається послідовним встановленням нових гідроморфологічних співвідношень у системі “потік-русло”.

Особливо складно процеси відновлення протікають при комплексному антропогенному навантаженні, тобто коли на русло діють одночасно декілька антропогенних чинників. У цьому випадку (при множинності форм техногенної дії) проблема опірності русла загострюється. Прискорена ерозія ґрунтів, у результаті якої в русла річок надходить додаткова кількість наносів, нерідко є фоном, на якому діють різні споруди. Райони видобутку алювію часто розташовуються в нижніх б’єфах гідровузлів, на обвалованих ділянках річок. До них же приурочені днопоглиблювальні й виправні роботи. В таких випадках механізм трансформації русла ускладнюється і стає важко прогнозованим. При цьому знижується опірність русла по відношенню до кожного виду дії.

При ерозійній спрямованості розвитку поздовжнього профілю русла річок виявляються дуже вразливими у разі вилучення з русел великих об’ємів наносів, порушень їх похилу при зміні руслового рельєфу (випрямленні меандр). Навпаки, при акумулятивній спрямованості русла річок дуже вразливі у разі зниження їх водності (при водозаборі) або збільшенні стоку наносів із водозбору. Особливо важливий облік цього чинника при оцінці вразливості русел річок передгірного поясу, напівгірських річок, відмінних високою природною інтенсивністю вертикальних спрямованих деформацій.

Таким чином, опірність русла річок антропогенній дії є складним явищем. При зміні основних чинників руслоформування якнайменш стійкі широкозаплавні русла з піщаним алювієм, які швидко перебудовуються і також достатньо швидко приходять до нового стану динамічної рівноваги. Гальково-валунні і галькові русла стійкі до таких видів дії, але до стану рівноваги вони приходять після тривалого часу. Чим більші річки, тим більше запізнювання реакції річки на зміни чинників руслоформування і водночас, довший час релаксації їхніх русел.

При прямому втручанні в рельєф русла найменшою опірністю характеризуються гальково-валунні русла, відмінні малим стоком наносів, а також малі річки. Середні і крупні річки з піщаним алювієм у змозі швидко ліквідовувати наслідки втручання при його припиненні. Проте це стосується тільки випадків поодиноких дій; при множинній дії, особливо якщо одночасно змінені чинники руслоформування, відновлення первинного стану не відбувається, трансформація русла набуває незворотного характеру.