В книге даны сведения по морфологии русел, изложены законы движения речных потоков и переноса наносов. Описаны основные явления руслового процесса и приведены методы прогноза русловых деформаций.

Книга должна служить учебным пособием при курсовом и дипломном проектировании на факультетах водных путей и портов вузов водного транспорта. Она будет полезна также инженерам, занимающимся улучшением судоходных условий рек или ведущим на реках другие гидротехнические работы.

Рис. 85, табл. 11, библ. 17.

Поверхность суши земного шара прорезана многочисленными долинами больших и малых рек. На дне каждой долины располагается основной канал стока — меженное русло или просто русло реки. Часть долины, непосредственно прилегающая к руслу и участвующая в пропуске стока во время высоких паводков, представляет пойму реки.

Долины многих горных рек возникли в результате тектонических процессов, долины некоторой части горных и равнинных рек — вследствие движения льда. Однако происхождение большинства речных долин обусловлено работой самой текущей воды. Для современного состояния всех без исключения речных долин эрозионно-аккумулятивная деятельность поверхностного стока служит главным определяющим фактором.

Хотя развитие речных долин нельзя считать законченным, оно совершается такими медленными темпами, что его трудно заметить. Совсем иначе обстоит дело с меженными руслами и поймами рек, непрерывно меняющими свои размеры, формы и высоту поверхности. Естественные русла не только созданы текущей водой, но и продолжают ею непрерывно переделываться.

Обширный круг явлений, объединяющий создание и последующие переформирования естественных русел протекающими в них потоками, носит название руслового процесса.

Изучение руслового процесса было начато геоморфологами, накопившими много наблюдений и установившими ряд важных, в основном качественных закономерностей развития речных русел. Постепенно под влиянием запросов инженерной практики к изучению этого круга явлений стали прилагаться более точные и строгие методы механики жидкостей. На определённом этапе сделалось возможным говорить о возникновении теории руслового процесса, в которой разумно сочетаются геоморфологические и гидродинамические методы и которая не только обобщает, но и объясняет наблюдаемые явления.

Центральная проблема теории руслового процесса заключена во взаимодействии потока жидкости с эродируемым руслом. Эта общая проблема расчленяется на три более узких вопроса.
1. Механизм воздействия турбулентного потока на подстилающую твёрдую (обычно сыпучую) среду.
2. Механизм транспорта наносов — влекомых и взвешенных.
3. Процесс развития и переформирования естественных русел под действием текущей в них воды.

Теория руслового процесса тесно связана с динамикой русловых потоков, но отличается от неё как применяемыми методами, так и по содержанию. В то время как динамика русловых потоков пользуется исключительно методами механики жидкостей и отказывается от рассмотрения тех задач, где эти методы пока не применимы, в теории руслового процесса наравне с методами механики используются описательные приёмы исследования, распространённые в геоморфологии. Динамика русловых потоков много занимается проблемами русловой турбулентности, в теории руслового процесса имеется возможность заимствовать оттуда многие сведения в готовом виде. Так как и динамика русловых потоков и теория руслового процесса переживают период быстрого развития, то отмеченные различия возможно носят временный характер. Методы так называемых точных наук начинают всё более проникать в геоморфологию и в дальнейшем можно предвидеть такое расширение динамики русловых потоков, при котором теория руслового процесса полностью войдёт в состав этой дисциплины.

Теория руслового процесса в настоящее время интенсивно разрабатывается во многих странах мира. Видная роль в становлении и развитии этой теории принадлежит учёным и инженерам нашей страны. Ещё в 1892 г. В. М. Лохтин опубликовал книгу «О механизме речного русла» — первый набросок будущей теории руслового процесса. Относящиеся к этому же времени натурные исследования Н. С. Лелявского обнаружили сложный пространственный характер течения воды в естественных руслах. В начале тридцатых годов этого столетия Н. М. Бернадский заложил основы двумерной теории движения открытых потоков. В. М. Маккавееву принадлежат первые аналитические решения задач о поперечной циркуляции воды под действием Кориолисова и центростремительного ускорения, а также задачи о распределении взвешенных наносов на вертикали.

Большое значение для теории руслового процесса имела деятельность М. А. Великанова, охватившая широкий круг вопросов — русловую турбулентность, движение влекомых и взвешенных наносов, морфометрию речных русел. Само понятие руслового процесса было впервые сформулировано этим учёным.

Крупный вклад в изучение движения наносов внесли В. Н. Гончаров и И. И. Леви. Помимо получения ряда результатов в вопросах движения наносов, последнему принадлежит создание методов количественного прогноза русловых деформаций — важнейшего прикладного раздела теории руслового процесса.

Изучение теории руслового процесса составляет неотъемлемую часть подготовки инженера-гидротехника водного транспорта. На основе этой теории ведутся работы по улучшению затруднительных для судоходства участков рек, выполняется расчёт выправительных сооружений и дноуглубительных прорезей. Широкое применение теория руслового процесса находит и в других областях речной гидротехники: при проектировании и строительстве подпорных гидротехнических сооружений, мостовых переходов, разнообразных водозаборных сооружений, защите берегов от размыва, защите от наводнений и т. д.

В соответствии с назначением книги служить учебным пособием для студентов-гидротехников вузов водного транспорта, преимущественное внимание в ней уделено равнинным речным потокам.

ВВЕДЕНИЕ

Книги на ту же тему

1. Вопросы гидрологии, Самойлов И. В., Курдюмов Л. Д., ред., 1957
2. Антропогенные изменения водности рек, Шикломанов И. А., 1979
3. Косвенные методы выделения и анализа водных масс, Тимофеев В. Т., Панов В. В., 1962
4. Практическая гидрометрия: Упражнения по обработке гидрометрических наблюдений, Лучшева А. А., 1951
5. Гидрометрия. — 4-е изд., перераб. и доп., Быков В. Д., Васильев А. В., 1977
6. Гидрология: Учебник для вузов, Михайлов В. Н., Добровольский А. Д., Добролюбов С. А., 2005
7. Гидрологические основы гидроэнергетики, Резниковский А. Ш., Александровский А. Ю., Атурин В. В., Гладкова С. П., Костина С. Г., Романова Е. А., Рубинштейн М. И., 1979
8. Моделирование речных потоков для решения водохозяйственных задач: Сборник научных трудов ЦНИИКИВР, Коваленко Э. П., ред., 1982
9. Регулирование речного стока: Водохозяйственные расчёты. — 2-е изд., перераб. и доп., Плешков Я. Ф., 1972
10. Водотоки усиленной шероховатости в гидроэлектростроительстве, Каплинский С. В., 1950
11. Гидравлика и гидропривод: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп., Гейер В. Г., Дулин В. С., Заря А. Н., 1991
12. Анализ формирования стока равнинных рек, Попов Е. Г., 1956
13. Моделирование гидрологических процессов, Коваленко В. В., 1993
14. Гидрофизика водоёмов суши, Одрова Т. В., 1979
15. Взвешенные наносы в верхней части шельфа, Анцыферов С. М., Косьян Р. Д., 1986
16. Избранные работы. Речная гидравлика. Теория фильтрации. Аэродинамика и газовая динамика. Горное дело. Теория пластичности. Энергетика, Христианович С. А., 1998
17. Динамика гидрографической сети неприливных устьев рек, Михайлов В. Н., Рогов М. М., Макарова Т. А., Полонский В. Ф., 1977
18. Лёд: Физические свойства: Современные методы гляциологии, Богородский В. В., Гаврило В. П., 1980
19. Гидрология и водное хозяйство Волго-Дона, Крицкий С. Н., Менкель М. Ф., ред., 1960
20. Гидрология устьевой области Амударьи, Рогов М. М., Ходкин С. С., Ревина С. К., 1968
21. Гидрология устьевой области Невы, Скриптунов Н. А., Ермак К. И., Иоселев Я. Х., Капитонова Н. П., Рывкина В. Б., Соловьёва В. Ф., Рябинина Н. В., Ган Г. Н., Ракевич В. В., 1965
22. Гидрология устьевой области Западной Двины, Рогов М. М., Ромашин В. В., Штейнбах Б. В., 1964
23. Гидрология устьевой области Северной Двины, Зотин М. И., Михайлов В. Н., ред., 1965
24. Сток и уровни дельты Волги, Байдин С. С., 1962
25. Гидрология дельты Аму-Дарьи: Географо-гидрологическая характеристика, Рогов М. М., 1957
26. Гидрология устьевой области Дуная, Алмазов А. М., Бондар К., Вагин Н. Ф., Гедерим В., Дьякону К., Майстренко Ю. Г., Михайлов В. Н., Мицэ П., Никифоров Я. Д., Рай И. А., Родионов Н. А., Стэнеску В., Стэнеску С., 1963
27. Многолетние колебания стока и вероятностные методы его расчёта, Быков В. Д., Калинин Г. П., ред., 1967
28. Техническая эксплуатация дноуглубительного флота. — 2-е изд., перераб. и доп., Власов А. А., 1976
29. Донные отложения Иваньковского водохранилища: состояние, состав, свойства, Бреховских В. Ф., Казмирук Т. Н., Казмирук В. Д., 2006
30. Биота в процессах массопереноса в водных объектах, Бреховских В. Ф., Казмирук В. Д., Вишневская Г. Н., 2008
31. Динамика сплошных сред в расчётах гидротехнических сооружений, Дидух Б. И., Лобысев В. Л., Лятхер В. М., Милитеев А. Н., Новосёлов И. Г., Яковлев Ю. С., 1976
32. Зарастающие водотоки и водоёмы: Динамические процессы формирования донных отложений, Казмирук В. Д., Казмирук Т. Н., Бреховских В. Ф., 2004
33. Гидротехнические сооружения. Учеб. пособие для студ. гидротехн. спец. вузов. В 2-х ч. — 2-е изд., перераб. и доп. Ч. I. Глухие плотины, Чугаев Р. Р., 1985
34. Судовождение на внутренних водных путях: Учебник для речных училищ и техникумов. — 2-е изд., перераб. и доп., Удачин В. С., Соловьёв В. Б., 1990
35. Водный транспорт леса. — 2-е изд., перераб., Донской И. П., Савельев В. В., 1973