Форма русла реки во многом определяется рельефом местности. Река, текущая по неровной местности, извивается таким образом, чтобы избе- жать высоких мест и заполнить низины, выбирает путь с максимальным уклоном. А как текут реки по равнинам? Как влияет на форму русла описанная выше неустойчивость прямолинейного течения реки по отношению к из- гибам? Такая неустойчивость приводит к увеличению длины реки, и река начинает извиваться. Естественно думать, что в идеальном случае (совер- шенно ровная однородная местность) должна возникнуть периодическая кривая. Какова ее форма? Геологи высказали предположение, что русла рек, текущих по равни- нам, на изгибах должны принимать форму... изогнутой линейки. Рис. 1.5: Форма, которую принимает при изгибе металлическая линейка, называется Эйлеровой кривой. 16 Глава 1. Меандры рек Возьмите стальную линейку и попытайтесь сжать линейку вдоль ее длины (уменьшить расстояние между ее концами). Линейка изогнется (как на рис. 1.5). Такой упругий изгиб называют эйлеровым изгибом (по имени замечательного ученого, петербургского академика Леонарда Эйлера1, те- оретически рассмотревшего это явление). Форма изогнутой линейки опи- сывается особой кривой. Эта эйлерова кривая обладает замечательным свойством: из всех кривых заданной длины, соединяющих точки, она в среднем наименее изогнута. Если измерить угловые отклонения в (см. рис. 1.5) через равные расстояния вдоль длины кривой и просуммировать квадраты угловых отклонений, то для эйлеровой кривой эта сумма будет минимальной. Такой «экономный» изгиб эйлеровой кривой и послужил основанием для гипотезы о форме русел рек. Рис. 1.6: а — Лабораторное моделирование меандров. Русло канала образует периодические Эйлеровы изгибы (пунктирная линия), б — Реальное речное русло и ближайшая к нему Эйлерова кривая (пунктирная линия). Геологи моделировали процесс изменения русла реки в искусствен- ном канале, проложенном в однородной среде, которая приготовлялась из мелких частиц, слабо скрепленных между собой и потому довольно легко подвергающихся эрозии. Очень скоро прямолинейный канал начинал из- виваться, причем форма изгибов описывалась именно эйлеровой кривой (рис. 1.6 а). Конечно, в реальных условиях такого совершенства в форме русел рек не наблюдается (например, из-за неоднородности почвы). Но на равнинах реки обычно изгибаются и образуют периодическую структу- ру. На рис. 1.6 б показано русло реальной реки и штрихом обозначены эйлеровы кривые, наиболее близкие к его форме. Периодические изгибы русла называют меандрами. Происхождение этого термина связано с древнегреческим названием «Меандр» известной 'Л. Эйлер A707—1783) математик и физик; родился в Швейцарии; член Берлинской, Парижской, С.-Петербургской академий и Лондонского Королевского Общества; долгое время работал в России. своими изгибами реки в Турции (современное название реки — Большой Мендерес). Меандрами сейчас называют и периодические изгибы океа- нических течений, а также ручьев, образующихся на ровной поверхности ледников. Во всех этих явлениях в однородных средах случайные процессы приводят к образованию периодической структуры, и хотя причины, вызы- вающие изгибы, могут быть разными, форма образующихся периодических кривых оказывается одинаковой.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Как образуются меандры рек» з дисципліни «Дивовижна фізика»
