ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.09.2020
Просмотров: 5908
Скачиваний: 284
Следовательно, работа реки на такой излучине заключается в
размывании вогнутого берега и аккумуляции (намывании) вы-
пуклого; береговой откос вогнутой части меандра обычно неста-
билен, так как он разрушается сползанием и осыпанием блоков
грунта вследствие переуглубления дна русла (за счет работы попе-
речных струй) в этом месте (рис. 4.6).
Соответственно на противоположном выпуклом берегу намы-
вается пляж — осушенная низовая оконечность переката. Обра-
щенная к реке часть пляжа имеет крутой наклон, а к пойме —
пологий скат. На гребне пляжа вскоре после его образования обычно
появляется кустарниковая растительность, чаще всего ивняки,
способные пускать длинные корни. Верховая и низовая оконечно-
сти пляжа, уходящие под воду, активно осваиваются водными
растениями. Появившаяся растительность играет роль тормоза в
потоке, и здесь, на гребне, начинается усиленное отложение дон-
ных наносов — гребень растет в высоту. В половодье особенно ак-
тивное отложение происходит в низовой части пляжа, где фор-
мируется
коса,
отделяющая от основного берега
затонскую часть
переката,
или
затон
(рис. 4.7).
По мере смещения стрежня потока и развития излучины про-
исходит намывание новых пляжей, старые при этом зарастают и
превращаются в береговые валы, а затем отодвигаются в глубь
поймы, образуя
пойменные гривы.
Понижения между ними, фик-
сирующие прежнее положение русла, называются
межгривными
понижениями.
На обширных луговых поймах равнинных рек гривы
и межгривные понижения прекрасно различаются по цвету зани-
мающих их луговых биоценозов. Гривы, как правило, более свет-
лые за счет белого, желтого и розового разнотравья; межгривные
понижения имеют сочный темно-зеленый оттенок из-за преобла-
дания осок и влаголюбивых трав (таволга, гравилат, хвощи). Се-
рия грив и межгривных понижений образует «веер блуждания»,
прекрасно «читающийся» с высоты (на аэрофотоснимках или из
иллюминатора самолета).
В нижнем своем течении река уже настолько полноводна и
мощна, что оказывается способной поддерживать одновременное
существование нескольких рукавов. Это происходит, когда вновь
сформировавшиеся протоки перехватывают часть расхода реки и
постепенно начинают жить своей собственной жизнью: искрив-
ляться, смещаться вбок и вниз по долине. Такой русловой про-
цесс получил название
незавершенного меандрирования.
Для него
характерно постоянное существование двух или более конкуриру-
юших рукавов, из которых молодой рукав развивается, старый —
отмирает. Извилистость таких рек больше, чем при ограниченном
щеандрировании, и меньше, чем при свободном (рис. 4.8).
Незавершенное меандрирование может принимать более слож-
ную форму, если вновь образованная протока успевает развиться
и выделить, в свою очередь, спрямляющую потоку раньше, чем
первоначальное основное русло прекратит свое существование. Так
образуется широкая
многорукавная пойма,
рассеченная многими
протоками, из которых не всегда можно выделить основное русло
(см. рис. 4.8). Многорукавные поймы чаще всего встречаются в
низовьях больших рек. Тогда каждая протока приобретает облик
самостоятельной, более или менее устойчивой реки, в которой в
зависимости от местных условий могут появляться ленточные гря-
ды, побочни, излучины.
Полевые наблюдения
Экскурсия 7. Плановая съемка русловых форм — экотопов реки.
Итак, мы уже познакомились с основными типами русел и их аллювиаль-
ными формами. Теперь предстоит выполнить работу, схожую с той, ка-
кую проделывают археологи над квадратом раскопа, когда для того, что-
бы перенести ситуацию на план, растягивают над древним городищем ве-
ревочную сетку с квадратными ячейками. В идеальном варианте и над
рекой можно было бы натянуть сетку с величиной ячейки около 1 м, а
затем, используя эту сетку как координатную, перенести все необходи-
мые элементы речного русла на бумагу. Однако на практике проще про-
вести плановую съемку, используя простейшую мензулу — планшет с
листом бумаги и компас, прикрепленный к углу планшета.
Съемка форм русловой морфологии необходима нам для того, чтобы
выявить и зафиксировать дифференциацию речного русла на отдельные
биогеоценозы — аквальные комплексы.
В начале необходимо повести плановую съемку участка речного рус-
ла. Для того чтобы снять один из берегов ключевого участка, два съем-
щика, двигаясь точно вдоль одного из речных берегов, последовательно
фиксируют все изгибы русла. Съемщик ориентирует планшет таким об-
разом, чтобы стрелка компаса всегда указывала точно на север, устанав-
ливает на бумаге точку начала и, приподнимая планшет до уровня глаз,
«визирует» направление на второго съемщика, который вместе с рейкой
отходит до ближайшей точки разворота русла (таким образом, чтобы
между обоими съемщиками оставался сравнительно прямолинейный уча-
сток берега).
Два других помощника измеряют расстояние между планшетом («мен-
зулой») и рейкой с помощью обычной мерной ленты. Измеренный отре-
зок наносится на бумагу в соответствующем масштабе, который нужно
предварительно выбрать исходя из величины снимаемого участка, а так-
же величины планшета с прикрепленным к нему листом бумаги.
129
Насколько велик должен быть участок съемки? В общем случае мож-
но ограничиться участком, включающим в себя две смежные излучины
реки. Это гарантирует наличие на выбранном отрезке по меньшей мере
двух пар основных элементов русла: плесов и перекатов. Обычно рассто-
яние между вершинами двух смежных излучин равно шести — восьми
ширинам русла, так что если вы выбрали водоток шириной 6 — 8 м, до-
статочно и участка в 50 — 60 м, а если ширина речки 25 м, то соответ-
ственно и снимать придется на отрезке долины размером около 200 м.
После мензульной съемки у вас на планшете будет одна линия — кри-
вая, изображающая очертания одного из речных берегов. Очертания вто-
рого берега реки можно получить посредством измерения ширин русла
в контрольных створах. Для этого этапа работы понадобится мерная лента
или прочная веревка с навязанными через каждые полметра (метр) уз-
лами или цветными вязочками-маркерами — такая веревка называется
створной.
Ее протягивают через русло реки, причем конец с нулевой
отметкой (началом отсчета) остается у первого съемщика, остающегося
на уже «отрисованном» берегу. Второй съемщик, перебравшись на дру-
гой берег, натягивает веревку так, чтобы она слегка (на 5—10 см) нави-
сала над поверхностью воды. Теперь эта пара съемщиков, напоминающая
двух рыбаков при ловле рыбы на «перетягу», должна пройти все харак-
терные точки (точки изгибов береговой линии русла, в которых уже ра-
ботали съемщики), измеряя в них ширину реки. Эти точки и станут наши-
ми точками створов, причем в каждом створе веревка должна оставаться
натянутой строго перпендикулярно направлению течения реки.
Таким образом будут получены численные значения ширины реки в
каждом створе. Теперь эти точки (на противоположном берегу реки)
можно нанести на бумагу, соблюдая выбранный масштаб; после соеди-
нения точек мы получим приблизительные очертания второго берега
реки.
Вертикальная съемка — промеры глубин — позволят нам зафиксиро-
вать очертания, в том числе и подводные, русловых аллювиальных форм.
На каждом из створов натягивается размеченная веревка с узлами (мар-
керами) через полметра (метр). Понятно, что если река шире 25 м, то
маркировать можно и через метр, а если весь поток всего-то около 6 —
8
м, то лучше иметь более дробную шкалу — полуметровую. Створная ве-
ревка неподвижно закрепляется на обоих берегах реки — можно исполь-
зовать вбитые в землю колья.
Затем съемщик с градуированной рейкой начинает промеры глубин в
русле с правого берега на левый, прикладывая рейку поочередно снача-
ла у отметки ширины 0 м, затем 1 м от правого берега, 2 м от правого
берега, 3 м и т.д., попутно сообщая коллеге, стоящему на берегу, значе-
ния глубин. На крупных водотоках съемка потребует перемещения вдоль
створной веревки на плавсредстве — байдарке, резиновой или обычной
лодке. В этом случае целесообразно натянуть дополнительную веревку
в качестве «перил» за которые можно будет держаться и передвигаться
на лодке, не прибегая к веслам.
После того как произведены промеры на створах, можно приступать
к реконструкции рельефа дна, или, другими словами, к составлению ба-
тиметрической карты руслового ложа. Это необходимо для того, чтобы
130
^
видеть реальные русловые формы: плесы и перекаты, стрежни и осеред-
L
отмели и ямы. Для работы потребуются: лист миллиметровки (на нем
«добней рисовать графики), несколько карандашей, линейка и ластик.
Сначала следует получить графики створов — своего рода срезы по-
перечного сечения реки (рис. 4.9). Для этого нужно просто построить
график глубин, где на оси абсцисс (горизонтальной) будут отложены ин-
тервалы расстояний от правого берега к левому, а на оси ординат (вер-
тикальной) — глубины.
Большинство створов реки имеют асимметричное поперечное сече-
ние' у одного берега свал глубин будет постепенным — здесь располо-
жены отмели, в то время как у другого - крутым (на месте плеса или
бочага). Самые асимметричные (кривые) профили получаются на вер-
шинах излучины, а более-менее ровные, симметричные - на прямых
участках русла. Построенные графики поперечных сечений створов реки
помогут в дальнейшем корректно интерпретировать формы речного
ложа.
Далее на миллиметровке вычерчивается план реки, т.е. очертания
обоих берегов, с линиями створов, на которых слева от черты створа
подписываются значения глубин. Затем необходимо выбрать значения
интервалов глубин, характерные для рабочего участка реки.
Допустим, например, что максимальная глубина реки в плесе 2,5 м,
ширина 20 м, а промеры глубин на створах проводились через каждые
1
м. При этом получились глубины (в порядке перемещения от одного бе-
рега к другому): 0,15; 0,45; 0,50; 0,67; 0,84; 1,13...2,1; 2,5; ...0,08. Сле-
довательно, мы можем без особой погрешности выбрать значения интер-
валов равным 0,25 м. Затем необходимо привести конкретные (реальные)
значения глубин на створах к интервальным значениям стандартной шка-
лы: 0,0; 0,25; 0,50; 0,75; 1,0; 1,25; 1,50; 1,75; 2,00; 2,25; 2,5 м. Другими
словами, действительные значения глубин, нанесенные слева от линии
створа, должны быть округлены до значений выбранной шкалы и эти зна-
чения должны быть подписаны справа от линии створов.
Таким образом, возле каждой линии створов окажется два ряда цифр;
в левом ряду — истинные значения глубин, в правом — значения, округ-
ленные до выбранных интервалов. С этого момента об истинных значе-
ниях можно на время забыть, лучше вообще стереть их, что бы они не
стали помехой в последующих операциях.
Итак, на следующем этапе предстоит нарисовать линии одинаковых
глубин — так называемые изобаты. Для этого необходимо соединить
отрезками точки одинаковых глубин на соседних створах, постепенно
проводя изобаты через различные русловые формы (см. рис. 4.9). Сто-
ит обратить внимание на следующие закономерности, которые помогут
правильно «расшифровать» рельеф руслового ложа:
• изобаты, также как и горизонтали «положительного рельефа», ни
когда не пересекаются между собой, если пересечение все-таки «на
рисовалось», ищите ошибку либо в данных съемки, либо в своих дей
ствиях;
• отрицательные формы рельефа русла очерчиваются замкнутыми
изобатами (ямы — округлыми, хорошо выраженные бочаги и плесы —
серповидными), прорисовывая такие «блюдца» лучше сразу поставить ко
ротенькую стрелку, направленную перпендикулярно изолинии вовнутрь
формы, — это поможет отличить русловые ямы от отмелей;
• положительные формы рельефа русла (осередки, острова) также
оконтуриваются замкнутыми линиями изобат либо же линиями, которые
причленяются к одному из берегов (пляжи, побочни).
Трассированные таким образом изобаты «поднимают» рельеф русло-
вого ложа. Приглядитесь к нему повнимательней и попытайтесь обозна-
чить характерные формы русловой морфологии (рис. 4.10). Если вам
попалась «живая» речка и вы проводили съемку не возле плотины, мо-
стового перехода или остова старой мельницы, то вашим глазам должна
предстать закономерная картина нормального русла.
Съемка руслового аллювия. Аллювий
— общее название для наносов
и отложений речного русла и поймы, характер которых во многом опре-
132
деляет освоение речного ложа растениями, экологическую устойчивость
по отношению к различным внешним для реки воздействиям.
Для выяснения характера руслового аллювия потребуется простейший
грунтоотборник. Если у вас нет настоящего, придется сделать его самим,
что в общем несложно. Для этой цели берется крепкий деревянный шест,
к которому крепится консервная банка с отрезанной крышкой. Она при-
вязывается «намертво» к шесту таким образом чтобы, опустив шест на
дно, вы могли касательным, скребущим движением захватить (как со-
вком) пробу грунта. Если глубины на вашей реке не более 1,5 — 2,0 м, та-
кой прибор вполне работоспособен. Но если вы работаете на глубинах до
3,5
— 4,0 м (а это нормальные глубины для средних рек), то вам придет-
ся сконструировать настоящий грунтоотборник. Последний в принципе
тоже мало чем отличается от обычной банки, но эта банка должна опус-
каться на дно с утяжелителем, для того чтобы входить в грунт, и иметь
«самозахлопывающуюся» крышку, которая управляется тонкой веревкой
или тросиком.
Отбор образцов грунта можно проводить по тем же рабочим створам
или, что легче, по «телам» уже обнаруженных аллювиальных форм: отме-
лей, побочней, пляжей, бечевников, перекатов, плесов, затонов.
Взятые со дна реки пробы грунта лучше сразу же маркировать и вы-
сушивать на берегу на обыкновенной клеенке или куске полиэтиленовой
пленки. Просушенные пробы можно просмотреть под бинокулярной лу-
пой, пересыпав их на листок белой бумаги.
Итак, что же можно обнаружить в пробах речного грунта? Состав рус-
лового аллювия зависит от множества различных факторов, среди кото-
133
рых характер четвертичных отложений в бассейне реки и на склонах ее
долины, тип и характер пойменных отложений, обилие валунов, наличие
торфяных болот в истоках реки или на ее пойме и т.д.
Однако все разнообразие образцов аллювия, которые вы достанете
со дна реки, может быть сведено к следующим типам:
• илы (алевриты) — очень тонкие частицы, как правило, окрашенные
в темные (сероватые или зеленоватые) оттенки, едва ощутимые на ладо
ни (как «мучнистый» материал); скорее всего илы вы обнаружите на дне
плесов и бочагов, в спокойных затонах возле ухвостья побочней;
• глины — слагают иногда берега и русловое ложе в тех местах, где
река размывает озерные или моренные отложения, их можно отличить от
других типов осадков по пластичности; глины могут встретиться в любых
зонах размыва, там, где река «вгрызается» в коренной берег или актив
но размывает собственное дно;
• тонкозернистые пески — состоят из мельчайших песчинок, при взму
чивании в воде начинают сверкать на солнце пластинками слюд и части
цами кварца; такие пески могут складывать желоба русловых плесовых
лощин, а также плесы и бочаги небольших речек, петляющих среди пес
чаных холмов;
• среднезернистые пески — уже вполне различимы на внешний
взгляд, размер отдельных частиц достигает 1 мм, можно различить об
ломки различных минералов и горных пород; обычно слагают основное
тело русловых отмелей: пляжей, бечевников, побочней;
• крупнозернистые пески — состоят из обломков размером с пшеном
(1
—3 мм), хорошо различимы кусочки кремния, «кубики» кварца, биоти
ты, слюды и пр.; могут встречаться на отмелях, но чаще всего такие пес
ки укладывают днище плесовых лощин и перекаты;
• пески с гравелистым материалом — перемешанный крупнозерни
стый песок с отдельными, хорошо различимыми обломками пород и ми
нералов размером 4 — 5 мм, — классический материал, из которого, как
правило, состоят перекаты равнинных речек;
• гравийно-галечниковый материал — гравий (как правило, с участи
ем песка) и галька — обломки размером 1—4 см, часто в таком аллювии
встречаются и настоящие валунчики; составляет основное тело перека
та в том случае, если река прокладывает себе путь среди отложений, в
обилии содержащих крупные обломки пород и минералов — морен с ярко
выраженной валунной отмосткой, водно-ледниковых холмов и террас с
включениями гравийно-галечникового материала.
Могут, конечно, попадаться и весьма необычные отложения,
так как некоторые речки на отдельных участках своего течения
врезаются в коренные породы (например, плотные триасовые
пестроцветные глины с мергелями), и тогда в плесах вы увидите
глубокие, как будто «размыленные» серо-красные глины плитча-
той структуры, а перекаты будут уложены окатанными мергеле-
выми пластинами.
Все типы отложений следует также отрисовать на карте речно-
го русла, наложив их как бы сверху на рельеф в виде отдельного
слоя. Что бы не запутаться, можно присвоить каждому типу отло-
свой условных знак (пески мелкозернистые — точки, сред-
незернистые — кружочки, галечниковый материал — крупные
треугольники, илы — штриховка черточками, глины — косая ли-
нейка). Можно «развести» графически разные типы отложений,
пользуясь цветом.
4.3.
Биота речных природно-аквальных
комплексов
Биота
(от
гр.
biote — «жизнь») — исторически сложившаяся
совокупность живых организмов, обитающих где-либо, в нашем
случае — в реке. Движущаяся водная среда предоставляет растени-
ям крайние условия существования: постоянное давление скоро-
стного поля потока, нехватка солнечных лучей, сравнительно бед-
ные речные грунты (аллювий). И все же малые и средние реки
достаточно активно осваиваются растениями — в XX в. экологи
даже заговорили о феномене «зарастания» малых рек как о серьез-
ной проблеме. Навряд ли можно говорить в этой связи о речных
ландшафтах: размеры комплексов, формирующихся в речном рус-
ле, невелики и многие исследователи даже склонны относить их к
фациям
(или урочищам) низкой поймы, однако это не вполне
корректно: уж слишком своеобразна структура и динамика этих
образований. В литературе укрепился другой (относительно нейт-
ральный) термин — речные природно-аквальные комплексы
(ПАК) — по аналогии с природно-территориальными комплек-
сами (ПТК).
Изучение экологических взаимосвязей между рекой и процес-
сами, проходящими на водосборе, натолкнуло специалистов на
мысль о том, что зарастание рек — это своего рода природный
механизм саморегуляции всей речной системы, точнее, способ
изменения пропускной «самоочищающей» способности русла. Чем
больше наносов поступает с распаханных и (или) обезлесенных
речных бассейнов, тем большая «шероховатость» речного ложа,
обеспечиваемая зарослями водных растений, требуется для их тор-
можения и «укладки». Кроме того, попадание в реки неочищен-
ных стоков повышает трофность рек и в них появляются виды,
ранее не характерные для текучих вод (озерные, старичные).
Любая река имеет по меньшей мере пять «степеней защиты»,
пять взаимосвязанных механизмов саморегуляции и самоочище-
ния. С первым из них мы уже познакомились — это русловой про-
цесс, «отвечающий» за соотношение между жидким и твердым
стоком (водой и взвешенными наносами).
Второй механизм «обеззараживания» — созданные самой же
рекой ее аллювиальные формы; достаточно посмотреть, как филь-
труется через пляж нагоняемая ветерком вода: загрязняющие ве-
135