Изменение русел рек

Русла рек постоянно изменяются естественным образом и под воздействием человека. Одним из таких условий может быть влияние русловой эрозии. Русловая эрозия характеризуется тем, что дождевые воды быстро собираются в ручьи и реки, которые эродируют уже не склоны и всю поверхность суши, а выпахивают вдоль русла реки. Продукты русловой эрозии отлагаются в нижней части потока, где замедляется его скорость. Эти отложения располагаются в форме лежачего полуконуса, обращённого вершиной вверх, а широким размытым основанием вниз. Такие образования называются конусами выноса.

Русловая эрозия делится на три группы: боковую, глубинную и попятную. При боковой эрозии размываются берега речного потока. Глубинная эрозия размывает русло реки, но она не может идти ниже уровня воды в месте впадения реки в море. Этот уровень называется базисом эрозии. При достижении его рекой может установиться равновесие между эрозией и аккумуляцией, которая, как и эрозия, участвует в изменении рек и их долин. Если эрозия идёт назад, от низовьев реки к верховьям, то её называют попятной. Благодаря ей реки, врезаясь в водоразделы, могут перехватывать реки противоположного склона этого же водораздела.

Размыв берегов на излучинах крупных равнинных рек европейской части бывшего СССР и Западной Сибири происходит со средней скоростью 4–5 м/год, в отдельные многоводные годы – до 40–50 м/год.

Сдвиг русел вбок на предгорных дельтах особенно многоводных рек достигает 330–350 м/год (р. Брахмапутра), а то и 500 м/год (р. Скуомиш в Британской Колумбии, Канада, 1984 г.). В целом же естественные изменения русел рек интенсивны в районах, где русла геоморфологически молоды (горы, районы валдайского оледенения на равнинах), породы легче размываемы (например, многолетнемерзлые пески), наиболее велик межгодовой размах величин расходов воды при паводках (территории с субтропическим и муссонным климатом). В России наиболее интенсивные изменения русел происходят в Прибайкалье, на Северо-востоке.

Человеческая деятельность приводит к многообразным видам нарушений естественного состояния русел. Вырубка лесов изменяет условия стока и увеличивает размах колебаний величины расходов воды в реках, и тем самым, повторяемость особо больших руслоформирующих расходов. Водность рек изменяется также разбором воды на хозяйственные нужды. Так, сток рек в южной части бывшего СССР местами уменьшился до 2/3, следствием чего может быть снижение максимальных величин расходов или увеличение внутригодового контраста этих величин.

Строительство противопаводковых каналов, спрямление русел рек и переброска стока по руслам, выработанным сравнительно слабыми потоками, – еще один способ изменения водности рек, ведущий часто к резкому усилению глубинной эрозии (например, Невинномысский канал врезался на величину до 8 м и превратился местами в каньон с крутыми, обрушающимися берегами высотой до 15 м).

Существенные изменения русловых процессов вносят водохранилища. Ежегодно вводится 300–500 новых водохранилищ. Водохранилища перехватывают поток наносов, отчего ниже них возникает глубинная эрозия, а скорость размыва берегов рек удваивается, в сравнении с естественной, и достигает местами, например на Украине, 120 м за три года. Сами же водохранилища заиливаются: горные – за несколько десятков лет, а в некоторых случаях – и за 10 лет.

Добыча стройматериала из речных русел ведет к вспышке глубинной эрозии, сужению русла, резкому переформированию отмелей на отрезке в десятки километров ниже места нарушения русла.

Движение судов по рекам вносит новый фактор в число тех, что определяют изменения русла, – абразию берегов судовыми волнами. При высоте волны у берега менее 0,2 м береговая линия может отступить на расстояние до 6,5 м, при волне 0,4 м – до 12,5 м, при волне высотой 0,6 м – до 20 м. При этом образуются отмели, меняется поперечный, прежде равновесный, профиль русла. В него поступает существенное количество дополнительного обломочного материала.

Экономический ущерб от переформирования русел рек человечество испытывает в течение всей истории орошаемого земледелия и строительства поречных поселений, то есть в последние 5–6 тыс. лет. Он вызван разрушением водозаборных сооружений, противопаводковых дамб, подмывом заселенных берегов, блужданием русел по предгорным дельтам и т. п. Действительная величина экономического ущерба от изменений русел рек неизвестна.