Динамика водного потока
Ильин Денис
Лекция прочитана в КВТ МГУ 18 марта 2015 г.
При подготовке лекции использовались материалы Тимофея Орлова,
книга Валентина Юрина “Сольфеджио бурной воды”,
а так же материалы свободной энциклопедии “Википедия”
Эта лекция о реках с точки зрения туриста. В ней будут рассмотрены типовые элементы водного потока и особенности их поведения
Классификация рек.
По типу:
- Горные (Кавказ, Тянь-Шань, Памир, Алтай);
- Предгорные или горно-таежные (Урал, Саяны, Восточная Сибирь);
- Равнинные (Европейская часть, Зап. Сибирь).
По источникам питания:
- дождевое;
- снеговое;
- подземное;
- ледниковое.
Некоторые определения.
Бассейн реки — территория земной поверхности, с которой все поверхностные и грунтовые воды стекают в реку, включая различные её притоки.
Водосбор — часть земной поверхности, с которой вода поступает в отдельный водоток. Бассейн каждой реки включает в себя поверхностный и подземный водосборы.
Водораздел — условная топографическая линия на земной поверхности, разделяющая водосборы двух или нескольких рек, озёр, морей или океанов, направляя сток атмосферных осадков по двум противоположным склонам.
Течение — движение воды в русле водотока (реки, канала, ручья). Течение водотоков происходит под действием гравитации за счёт перепадов уровней воды.
–Течения реки бывают трёх видов:
- Верхнее течение образовывается в вершинах гор при скоплении воды из-за подземных вод и осадков, и оттуда река берёт своё начало.
- В Среднем течении река обычно повышает свою полноводность за счёт притоков.
- В Нижнем течении река обычно течёт медленно и плавно, зачастую образовывая извилины.
Расход воды — количество воды в кубических метрах, проходящее за 1 сек. через поперечное сечение русла.
Уклон — отношение разности урезов вод начала и конца данного участка реки к его длине (измеряется в м/км или записывается безразмерной десятичной дробью) .
Глубина и Скорость важные характеристики реки.
Модуль стока — количество воды в литрах, которое река получает с каждого квадратного километра площади бассейна за 1 сек., измеряется в л/сек.км2.
Урез воды — высота среднего меженного уровня ее в данной точке (принимаемая обычно за нулевую) над уровнем моря.
Тальвег (нем. Talweg, от Tal «долина» и Weg «дорога») — линия, соединяющая наиболее пониженные участки дна реки , долины, балки, оврага и др. вытянутых форм рельефа.
Стрежень — наиболее быстрая часть течения реки. Стрежень протягивается по длине реки в виде линии или полосы, соединяя точки или участки с максимальной поверхностной скоростью течения.
Фарватер (голл. vaarwater, от varen — плыть и water — вода) — судовой ход, безопасный в навигационном отношении и обозначенный на местности и/или карте проход по водному пространству, характеризующийся достаточными глубинами и отсутствием препятствий для судоходства.
Излучина — участок извилистого русла водотока между двумя смежными точками перегиба его осевой линии.
Извилина — участок русла с точкой перегиба.
Фазы водного режима
1 – Половодье — одна из фаз водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в один и тот же сезон года, — относительно длительное и значительное увеличение водности реки, вызывающее подъём её уровня; обычно сопровождается выходом вод из меженного русла и затоплением поймы.
2 – Паводок — фаза водного режима реки, сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня воды в реке, вызванное усиленным таянием снега, ледников или обилием дождей.
3 – Межень — фаза водного режима реки, характерна низким уровнем воды в реке. К летней (летне-осенней) межени относят период от конца половодья до осенних паводков, а при их отсутствии — до начала зимнего периода, то есть до появления на реке ледовых явлений. За зимнюю межень принимают период от начала зимнего периода до начала половодья.
Динамика водного потока
Язык, усы, улова
![]() |
![]() |
![]() |
Язык | Усы | Улова |
Валы
![]() |
![]() |
![]() |
Прямой стоячий вал | Косой вал | Пирамидальный вал |
- Бочки бывают поверхностные и глубинные.
- Бочки бывают прямые и косые.
- Особая разновидность бочки – котел.
- Восходящие течения, петухи – признаки неровного дна и скальных обломков.
- Много пены после крутопадающего слива – признак глубокой бочки.
Эволюция вала при изменении расхода воды
![]() |
![]() |
Эволюция формы вала при изменении глубины потока. | Эволюция формы вала при изменении скорости потока. |
Сливы
![]() |
![]() |
Прямой слив | Наклонный слив |
![]() |
![]() |
V-образный или подковообразный слив против течения | V-образный или подковообразный слив по течению |
На что обратить внимание про оценке бочки
- Края бочки загнуты вверх или вниз по течению. Закрытая или открытая.
- Угол падения воды в бочку. Чем более вертикально падает в бочку вода, тем более жесткой и глубокой будет бочка.
- Глубина бочки: полная или частичная. Более вертикальный угол падения воды в бочку обычно означает, что выносная струя расположена глубоко, и возможно имеет невысокую скорость.
- Исключением из этого правила является тот случай, когда вода отражается от дна реки (полная глубина бочки) и меняет направление движения. В этом случае бочка будет хаотично пульсировать и менять свою высоту и конфигурацию.
- Форма противотока. Расстояние до шапки. От формы противотока зависит множество вещей. Оценивая противоток, следует обратить внимания, является ли он плоским, более высоким или углубленным по отношению к окружающей струе, сколько воды идет обратно в бочку и как быстро она идет, насколько насыщена вода воздухом. Чем больше расстояние от начала бочки до вершины ее шапки, тем меньше вероятность, что вы сможете выгрести или пронырнуть ее по центру.
- Направление выносной струи. Если направление выносной струи не совпадает с общим направлением струи перед бочкой, значит под водой находится что-то очень массивное и достаточно мощное, чтобы препятствовать движению больших масс воды (Дамбы, плотины).
- Стабильная или пульсирующая. Обычно, стабильные бочки сильнее держат. Пульсирующие бочки не такие удерживающие.
Поганки и воронки
Самое обычное место для образования воронок – это граница улова и струи.
Поганка – не всегда следствие воронки. Если вода в каком-то месте уходит вертикально вниз, то неподалеку должно быть и обратное движение. Поганки типичны для рек с большим расходом.
![]() |
![]() |
Воронка | Поганка |
Обтекание камней и берегов
С обливного камня вода может либо срываться с его поверхности тонкой пленкой (“петушиным хвостом”), под которой образуется большая воздушная полость, либо падать отвесно вниз, образуя глубокую и жесткую бочку.
Отбойный вал может быть пологим если камень выходит под из воды под небольшим углом или, если препятствие вертикальное, вал может быть жестким и коротким.
Прижимы
Образуются на крутых поворотах реки и бывают нескольких видов:
– Внешний берег покрыт лесом, то возле него образуется залом.
– Внешний берег – скальная стенка, то возле нее образуется один или несколько отбойных валов.
– Внешний берег – скальная стенка с подводным гротом, наиболее явный признак – отсутствие отбойных валов.