Меандрирование реки и развитие излучин

В связи с транспортным освоением рек меандрирование достаточно хорошо изучено гидрологами Н. С. Ле-лявским (1898 – 1948), А. И. Лосиневским (1934), М. А. Великановым (1950 – 1958), Н. И. Маккавеевым (1955), французским инженером Л. Фарга (1908) и др.

Меандры (по названию р. Меандр в Малой Азии) представляют ритмически повторяющиеся изгибы или излучины русла реки в плане. Они состоят из: меандрового пояса – полосы, ограниченной линиями, проведенными через вершины излучин, в пределах которой меандрирует река; шага меандра – расстояния по прямой между точками изгиба излучин; шейки меандра – наиболее сближенной части излучин; прирусловых валов – скоплений аллюциального материала на выпуклой стороне излучины; шпоры – выступа коренного склона; веера блуждания, или пойменных грив – следов постепенного перемещения излучины вниз по реке; радиуса меандра – радиуса кривизны излучины, который измеряется от ее центра до середины реки.

В силу поступательного движения потока нижняя часть излучины, обращенная в сторону течения, усиленно размывается, с другой стороны происходит нарастание прирусловой отмели, что приводит к сдвигу излучины вниз. Таким путем наблюдается общая тенденция всей системы меандр смещаться вниз по долине. При этом верхняя по течению сторона шейки излучины постепенно срезается потоком, основание шпоры суживается и река во время половодья может прорвать его. Тогда происходит отделение части русла, которая образует озеро-старицу. Река течет прямо, сокращая путь и несколько увеличивая скорость (больше уклон). По-видимому, чаще всего имеет место полное срезание рекой всех шпор, от которых остаются лишь треугольные выступы на коренных склонах долины.

При дальнейшем развитии событий на прямолинейном участке реки снова начинается размыв и формирование излучины, весь цикл повторяется заново. Процесс отчленен и я излучин иногда, на пустынных реках, может происходить за короткое время. В низовьях р. Или излучина за 4 года образовала петлю, которая прорвалась, затем снова сформировалась крутая излучина (И. В. Попов, 1977). Изучая следы меандр, можно восстановить путь смещения реки. Постепенно нарастающая прирусловая отмель как бы замещает собой отступающий в сторону плесовый участок русла. Образуются прирусловые валы, которые, сливаясь, приводят к формированию поймы реки, ширина долины становится весьма значительной по сравнению с руслом.

Такое расширение дна долины возможно и при смещении реки со всеми излучинами в какую-либо сторону, наступающем вследствие вращения Земли или косых тектонических поднятий. Одни склон долины сильно подмывается и становится крутым, другой постепенно утрачивает свою крутизну, здесь сохраняются террасы. Па крутом берегу террасы часто размыты полностью. Так, пойма зрелой долины может значительно превосходить ширину меандрового пояса, прижатого к одному из склонов долины.

По мере роста поймы в ширину вода при половодьях не покрывает всей ее поверхности. В результате возникает высокая пойма, которая редко заливается водой, а затем переходит в террасу. Скорость движения меандр вниз, по данным С. В. Лютцау (1971), достигает 0,01 – 0,5 м в год у малых, и до 0,5 – 20 м в год у крупных рек. Н. И. Маккавеевым (1955) найдена зависимость между радиусом излучин, расходом и уклоном реки, которую можно выразить формулой:

R = (k Q) : J

где: Q – меженный расход реки, обеспеченный на 20 – 25%; J – уклон реки; k – эмпирический коэффициент - 6,0.

Формула показывает прямую зависимость радиуса закругления меандра от расхода и обратную – от уклона, т. е. чем больше расход и меньше уклон реки, тем больше радиус закругления излучин. Малые реки при одном и том же уклоне имеют радиус меньше, чем большие реки. Небольшие равнинные реки сильно петляют, образуя многочисленные крутые излучины, тогда как крупные реки делают излучины с большим радиусом и вообще, чем крупнее река, тем меандры выражены слабее. По длине реки радиус кривизны излучин различен. Это связано с выходами пород различной устойчивости, впадением притоков и увеличением расхода реки к нижнему течению. В этом же направлении радиус кривизны излучины увеличивается.

Читайте дальше: