Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных...
Transcript of Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных...
![Page 1: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/1.jpg)
Лекция 11
![Page 2: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/2.jpg)
Характеристики речных
наносов.
Движение взвешенных и
влекомых наносов.
Режим стока наносов и
мутности воды.
![Page 3: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/3.jpg)
Речные наносы – твердые
частицы, образующиеся в
результате эрозии водосборов и
русел водотоков, а также абразии
водоемов, переносимые
водотоками, течениями в озерах и
водохранилищах и формирующие
их ложе
Минеральные частицы на дне реки -
русловые отложения
![Page 4: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/4.jpg)
Структура речных наносов
взвешенные наносы –
перемещаются совместно с
водой
влекомые наносы –
перемещаются по дну
![Page 5: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/5.jpg)
Структура речных наносов
![Page 6: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/6.jpg)
Характеристики речных
наносов
диаметр взвешенных наносов dв(мм) и русловых отложений dот(мм)
плотность частиц ρн (кг/м3) и отложений ρ0 (кг/м3)
гидравлическая крупность частиц- скорость осаждения частиц в неподвижной воде w (м/c)
мутность воды s (кг/м3)
расход взвешенных (R) и влекомых (G) наносов (кг/с)
![Page 7: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/7.jpg)
Фракции минеральных частиц
Фракция d, мм Речные наносы
валуны > 100 влекомые
галька 100-10 влекомые
гравий 10-1 влекомые
песок 1-0,1 влекомые,
взвешенные
пыль 0,1-0,01 взвешенные
ил 0,01-0,001 взвешенные
глина < 0,001 взвешенные
![Page 8: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/8.jpg)
Валунно-глыбовые отложения в
руслах горных рек
![Page 9: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/9.jpg)
Русловые отложения горного
притока р.Янцзы
![Page 10: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/10.jpg)
Отложения временных
водотоков в горах Армении (а) и
в Карпатах (б)
а б
![Page 11: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/11.jpg)
Песчаные отложения Оби (а) и
заиленные мелкие пески в русле
Хуанхе (б) а б
![Page 12: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/12.jpg)
Плотность частиц рн и
отложений р0
Фракции ρн ,кг/м3 ρ0 ,кг/м3
галька 2000-2100
гравий 1800-2100
песок 2650 1500-1800
пыль 1100-1500
ил 700-1100
![Page 13: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/13.jpg)
Режимы осаждения
взвешенных частиц
ламинарный (d < 0,15 мм)
w ~ gd2
переходный (0,15 < d < 1,5 мм)
турбулентный (d > 1,5 мм)
w ~ (gd) 0,5
2gd 2gd
![Page 14: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/14.jpg)
Распределение мутности s (по глубине
потока h) для крупных (1), средних (2) и
мелких (3) фракций
![Page 15: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/15.jpg)
Факторы изменения мутности
зональное изменение осадков
литология подстилающих грунтов
почвенные и растительные факторы
эрозии
орографические особенности
техногенные нагрузки
![Page 16: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/16.jpg)
Сезонное изменение мутности в русле
р. Протва
межень паводок 2004 г.
![Page 18: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/18.jpg)
Реки лесной зоны
(0,025 < s < 0,250 кг/м3)
Реки степной зоны (s > 0,250 кг/м3)
p. Калаус (s = 11 кг/м3)
Зональное изменение мутности воды
Реки тундры (s < 0,01-0,025 кг/м3 )
![Page 19: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/19.jpg)
Мутность горных (а)
и равнинных рек (б)
а б
![Page 20: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/20.jpg)
Изменение средней годовой мутности
некоторых рек России
0
2
4
6
8
10
12
Сухона Ока Терек Калаус
s,кг/куб.м
![Page 21: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/21.jpg)
Предельные величины мутности и
расхода взвешенных частиц
мутность (кг/м3) потока s и
предельная нагрузка потока
взвешенными частицами sтр (кг/м3)
расход взвешенных наносов R и
транспортирующая способность
потока Rтр (Rтр = Q sтр)
![Page 22: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/22.jpg)
Характеристики годового стока
взвешенных наносов
сток наносов WR = RT =31,5·106R [кг]= 31,5R
[тыс.т] = 31,5·10-3R [млн.т]
модуль стока наносов МR [т/км2] = 31,5·103R/F
R – расход взвешенных наносов [кг/с]
F – площадь водосбора [км2]
![Page 23: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/23.jpg)
Изменение модуля стока взвешенных
наносов по территории
Регион Модуль стока взвешенных
наносов, т/км2
север ЕТР 1-2
север и запад
Русской равнины
10-20
юг СНГ 50-100
бассейн Терека 300
бассейн Хуанхэ 1590
![Page 25: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/25.jpg)
Амазонка
1,2
Хуанхэ
1,185
Ганг и Брахмапутра
1,06
Янцзы
0,471
Миссисипи
0,40
Все реки15,7
Вклад некоторых рек в мировой сток
взвешенных наносов (млрд.т)
27%
![Page 26: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/26.jpg)
Сток наносов
Реки мира приносят в океан около 15-22 млрд. тонн наносов
![Page 27: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/27.jpg)
Формы движения влекомых
наносов
перекатывание
скольжение
сальтация
движение гряд
![Page 28: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/28.jpg)
Схема распределения давления
вокруг частицы, лежащей на
дне
![Page 29: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/29.jpg)
Условия поведения частиц на
дне реки
превышение критической (начальной,
неразмывающей) скорости потока
u >uн
величина uн зависит от диаметра русловых
отложений d
gdu aн
закон Эри P ~ u6
![Page 30: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/30.jpg)
0
5
10
15
20
25
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000
расстояние, м
гл
уб
ин
а, м
пассаж
ир
ски
й п
ри
чал
п/л
агер
ь
Сю
мян
-Бул
ун
пр
ото
ка Ц
аган
-Ам
ан
пер
ев
ал
Цаган
ски
й
усть
е К
оп
ан
ов
ско
й В
ол
ож
ки
Структура руслового рельефа
![Page 31: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/31.jpg)
Плановое положение (а),
продольный профиль (б) и
смещение гряд (в)
![Page 32: Лекция 11 - msu.ru · Лекция 11 . Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052017/602f6d21eefeb034c16bd465/html5/thumbnails/32.jpg)
Оценка расхода влекомых наносов, кг/cут
по смещению гряд
1,2 – смежные моменты
времени, t2-t1= dt
dx
Cg = dx/dt, м/сут
G = 0,6 Bp0hgCg
B – ширина русла
P0 – плотность
отложений
hg