Давайте разберем характер движения воды в реке при повороте русла. Здесь возникает картина, похожая на движение воды в стакане. Поверх- ность воды наклоняется в сторону поворота так, чтобы разность сил да- вления сообщала потоку необходимое центростремительное ускорение (на Рис. 1.3: Сечение русла реки на повороте. Показаны гидростатические силы, вихревые токи и распределение скоростей. рис. 1.3 показано вертикальное сечение реки на повороте). Так же, как и в стакане с чаем, скорость воды у дна вследствие трения меньше, чем у по- верхности реки (распределение скоростей по глубине показано на рис. 1.3). 14 Глава 1. Меандры рек Поэтому у поверхности результирующая сил давления не в состоянии обес- печить движение частиц воды по окружности с большой скоростью, и вода «отбрасывается» к дальнему (от центра поворота) берегу. У дна, наобо- рот, скорость движения мала, и вода устремляется к ближнему берегу (к центру поворота). Таким образом, дополнительно к основному течению возникает циркуляция воды; на рис. 1.3 показано направление циркуляции в плоскости сечения реки. Такая циркуляция воды приводит к эрозии (разрушению) почвы. В ре- зультате далекий от центра поворота берег разрушается (подмывается), а у близкого берега постепенно осаждается все больший слой почвы (вспо- мните чаинки в стакане!). Форма русла меняется и приобретает такой вид, как на рис. 1.4.1 Интересно проследить за тем, как меняется скорость воды по ширине реки (от берега к берегу). На прямолинейных участках русла максимальная скорость течения посередине реки. При изгибе русла линия тока, соответствующая максимальной скорости, смещается к дальнему от центра поворота берегу. Это происходит потому, что повернуть быстрые частицы воды труднее, так как для этого необходимо создать большее цен- тростремительное ускорение. Но там, где больше скорость течения, возни- кает и более сильная циркуляция воды, и соответственно большая эрозия почвы. Вот почему самое быстрое место в русле реки обычно оказывается и самым глубоким. Это правило хорошо знают речники, осуществляющие навигацию. близкий берег дальний берег 1,5 4,5 В расстояние Рис. 1.4: Эволюция русла реальной реки. 'Вследствие вращения Земли такая же циркуляция воды может возникнуть и при пря- молинейном течении реки. В результате реки в северном полушарии размывают главным образом правый берег, а в южном — левый (это и есть закон Бэра, который мы обсудим позже). П5 Эрозия почвы у дальнего берега и ее осаждение у ближнего приводит к постепенному смещению всего русла реки в сторону от центра поворота и, тем самым, к увеличению изгиба реки. На рис. 1.4 показаны профили дна в одном и том же месте русла реальной реки в разные годы. Ясно видно, как происходило постепенное перемещение русла и увеличение изгиба. Таким образом, даже небольшой начальный изгиб, возникший по слу- чайной причине (например, вследствие обвала, падения дерева и т. п.), будет со временем увеличиваться. Прямолинейное течение реки по одно- родной равнине является неустойчивым.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Как меняются русла рек» з дисципліни «Дивовижна фізика»
