Шаг 22 - Движение и накопление донных наносов в различных участках русла

Ю. А. Билибин.
Избранные труды, том II.
Москва Анадемия наук СССР, 1959 г.

Прежде чем рассматривать, как этот принцип осуществляется в зависимости от строения русла и распределения скорости течения, необходимо вспомнить несколько элементарных сведений из области речной гидрологии.

Реки никогда не имеют прямолинейного русла на сколько-нибудь значительном протяжении. Обычно русло извилисто и образует завороты то в одну, то в другую сторону. Завороты соединяются между собой сравнительно короткими участками прямолинейного течения. На заворотах благодаря развитию центробежной силы вогнутый берег реки размывается, выпуклый, наоборот, намывается. Поэтому вогнутый берег — крутой, выпуклый—пологий. Поперечный профиль русла на заворотах несимметричен: максимальная глубина около вогнутого берега, отсюда она постепенно уменьшается по направлению к выпуклому берегу. Максимальная скорость течения также вблизи вогнутого берега.

Так как на двух соседних заворотах подмываются противоположные берега реки, то на соединяющем их прямом участке линия максимальных глубин (фарватер) переходит от одного берега к другому. Здесь обычно расположен перекат, глубина фарватера наименьшая. Наоборот, на заворотах расположены плесы, глубина фарватера наибольшая. В высокую воду наибольшая скорость течения наблюдается на заворотах. На прямолинейных участках, на перекатах она меньше, здесь происходит отложение материала. В малую воду, наоборот, на перекатах скорость течения больше, чем на плесах. Твердый материал смывается с перекатов и отлагается на плесах.

Условия движения и накопления донных наносов совершенно различны для плесов и перекатов. Поэтому мы рассмотрим их по отдельности.

В высокую воду на заворотах течение идет не параллельно берегам, а по резко выраженной винтовой линии: вода, имея быстрое поступательное движение, в то же время в поверхностных слоях устремляется к подмываемому берегу, около него опускается вниз и вблизи дна направляется от вогнутого берега к выпуклому. Около последнего винтообразность движения менее заметна, здесь оно значительно медленнее и имеет главным образом поступательный характер. Винтовое движение воды около вогнутого берега не способствует увеличению мощности движущегося слоя донных наносов: оно несколько уменьшает скорость течения около дна, и, кроме того, это течение направлено не вдоль фарватера, а под некоторым углом к нему. Поэтому максимальная мощность движущихся наносов располагается не по фарватеру, а несколько в стороне от него, ближе к выпуклому берегу. В наиболее глубоком месте русла движение донных наносов благодаря винтообразности течения происходит не только вниз по течению, но и от вогнутого берега к выпуклому, где и происходит их накопление. Ближе к выпуклому берегу мощность движущихся наносов очень быстро падает благодаря уменьшению в этом направлении скорости течения и толщины слоя воды. Отлогость дна вдоль выпуклого берега является на плесах главной ареной движения донных наносов, причем линия максимального движения расположена в нижней части отлогости.

По мере размыва вогнутого берега отступает не только он сам, но и все русло в целом. На отлогости дна вдоль выпуклого берега благодаря такому боковому перемещению русла уменьшается скорость течения, и происходит закрепление нижней части движущихся донных наносов.

Боковая эрозия содействует нарастанию металлоносного слоя в ширину. Это нарастание совершается интенсивнее всего в средней части заворота, где сосредоточен главный размыв вогнутого берега. В участках плеса, прилежащих к перекатам, перемещение русла значительно меньше.

Накопление донных наносов происходит также благодаря изменению скорости течения при переходе от одного участка плеса к другому. Во время половодья вода, переходя с переката на плес, ускоряет свое течение, поэтому в верхней части плеса условия для накопления донных наносов не благоприятны. В средней части плеса, на завороте, скорость течения примерно одинакова и притом максимальная, здесь идет накопление донных наносов благодаря лишь боковому перемещению русла. В нижней части плеса, где вода, переходя с плеса на перекат, замедляет свое течение, в продолжение всего половодья идет накопление донных наносов. Здесь металлоносный слой увеличивается в мощности. При спаде высокой воды металлоносный слой делается неподвижным во всех частях плеса.

На перекатах режим донных наносов совершенно иной. Во время половодья здесь, как и в нижней части плеса, идет накопление донных наносов. При спаде высокой воды эти наносы начинают смываться с переката в нижележащий плес. Смыв происходит, главным образом, путем перекатывания по дну отдельных галек. Постепенно смывается слой пустых наносов, после чего начинается размыв металлоносного слоя. Значительная часть металла при этом не смывается, а постепенно оседает вниз, и лишь небольшое его количество попадает в нижележащий плес. Примерно те же условия и в нижней части плеса, но отсюда металл уже совершенно не вымывается. Вот почему в межень на перекатах и непосредственно выше их можно иногда встретить даже крупное золото в самых верхних частях русловых наносов.

В межень с переката на плес смываются, главным образом, пустые наносы, которые и скопляются в верхней части плеса. С началом нового половодья, когда приходит в движение слой донных наносов по всему руслу, с переката на плес поступает значительное количество металла, так как на перекате он содержится даже в верхних частях русловых наносов. Но вскоре на перекате начинается накопление донных наносов, и поступление металла с перекатана плес вновь ослабевает. Металл, попавший в верхнюю часть плеса, здесь не задерживается, а тащится до средней или нижней его части, где и накапливается.

Таким образом, верхняя часть плеса, лежащая ниже переката, неблагоприятна для накопления металлоносного слоя. Средняя часть на завороте благоприятна для нарастания слоя в ширину. Отложение идет на выпуклом берегу. Особенно благоприятна для накопления нижняя часть плеса, расположенная выше переката. Здесь металлоносный слой увеличивается и в мощности и по содержанию в нем металла. На перекате идет накопление металла в течение одного половодья, с тем чтобы переправить его в нижележащий плес в следующее половодье.

В зависимости от тех или иных деталей строения русла и расположения в нем плесов и перекатов схема накопления металлоносного слоя может значительно разнообразиться.


Предыдущий Шаг | Следующий Шаг | Оглавление
Автор Каев Артем.