Поперечные сечения речных потоков

Рис.12. Поперечное сечение речного потока

Поперечное сечение речного потока характеризуется (рис. 12): шириной по зеркалу воды В, площадью сечения w, максимальной глубиной h_max и средней глубиной .

За резким выступом берега или за выступающим в русло сооружением (полузапрудой, перемычкой) поток отрывается от берега, формируя водоворотную зону. Транзитного движения воды через водоворотную зону нет. Поперечное сечение, проведенное на участке отрыва, делится на две части: живое сечение, через которое идет транзитный поток, и мертвое пространство.

На участках с безотрывным движением понятия поперечного и живого сечения, совпадают. Поэтому в гидрологии и в гидравлике выражение «живое сечение» на участках с безотрывным движением используется как синоним «поперечного сечения».

Главная морфологическая особенность всех естественных русел состоит в том, что их ширина всегда велика по сравнению с глубиной. Поперечное сечение на рис. 12 построено так же, как продольные профили на рис. 10 и 11 и разрез долины на рис. 6 с искажением масштабов. Если построить это сечение без искажения, оно получит вид узкой полоски.

Отношение B/h_cp меняется при колебаниях уровней, причем в плесовых лощинах и на перекатах в разные стороны. В плесовых лощинах оно с ростом уровней уменьшается (глубина увеличивается быстрее, чем ширина), на перекатах оно возрастает (ширина перекатных сечений резко увеличивается при затоплении побочней).

Отношение B/h_cp связано, кроме того, с водностью реки (площадью бассейна): чем больше водность, тем это отношение больше. Для количественной характеристики отношения B/h_cp приведем данные по поперечным сечениям плесовых лощин рек СССР с песчаным руслом. У рек с площадями бассейнов менее 100000 км² отношение B/h_cp в плесовых лощинах при низких меженных уровнях составляет в среднем около 100, снижаясь при больших наполнениях русла до 30-50. У рек с площадями бассейнов более 100000 км² на таких же участках отношение B/h_cp при низких уровнях нередко достигает 150-200, а при высоких уровнях (не затапливающих пойму) бывает близко к 80-100.

Еще большие значения отношения ширины сечений к их средней глубине можно встретить у рек, протекающих в каменистых грунтах. Так, в плесовых лощинах нижнего течения Ангары отношение B/h_cp составляет при низких уровнях 700-800, а при высоких 300-400. Это объясняется тем, что прочные грунты дна (скала и валуны) препятствуют развитию русла в глубину.

I. СТОК