Меню

Как поменять течение реки

Чудо-реки: почему они поворачивают вспять?

2feb824aa0684a2ba7ba1fe77d4a7d41.original.jpg

Однажды в XII столетии жители Великого Новгорода решили изгнать своего духовного пастыря – епископа Иоанна. Горожане не придумали ничего лучше, как отправить плот со священнослужителем вниз по течению реки Волхов, которая берет начало в озере Ильмень и впадает в Ладожское.

Однако, как говорится в житии, плот поплыл вверх по течению, к истоку. Удивлённые произошедшим религиозные новгородцы восприняли это как «знак свыше» и посчитали нужным вернуть епископа Иоанна на престол.

В новгородских летописях сохранились и другие свидетельства о переменчивом характере Волхова. В 1176, например, говорится: «Иде Вълхово опять на възводье по 5 днии», а веком раньше, в 1063, перемену течения посчитали знамением скорого пожара.

В чём же секрет? А в том, что между Ильменем и Ладогой очень маленький перепад высот.

Если, например, в низовьях реки идут сильные дожди или быстрее тают снега, а верховьях стоит засушливая погода и озеро-исток мелеет, речка может потечь в обратном направлении. А в 2002 году, например, уровень воды в «двух сообщающихся сосудах» сравнялся, и на несколько дней течение в Волхове остановилась вовсе.

Волхов – не единственная река с таким непостоянным нравом. Известно, что направление несколько раз меняла Сухона – довольно крупная река Европейской части России, которая берет начало в Кубенском озере. В верховьях Сухоны поверхность земли – под уклоном до 2 см на километр, благодаря чему река струится медленно и спокойно. Но весной её притоки Вологда и Лежа, переполненные талыми водами, текут быстрее. Попадая в Сухону, приостанавливают движение воды двойным потоком, создавая тем самым своеобразные плотины.Так уровень Сухоны на некоторое время становится выше, чем в Кубенском озере, и река возвращается обратно в озеро.

Любопытно, что когда-то могучая река Амазонка текла вспять, с востока на запад. Но в эпоху миоцена рельеф начал меняться, на западе континента начали расти Анды – и река потекла к океану, который много миллионов лет спустя назовут Атлантическим.

Космический корабль, ракета

Приблизиться к космосу: двухдневный маршрут по Калуге и Боровску

Стоунхендж и каменные лабиринты России и Скандинавии

Карта, Россия

5 захватывающих туров по России от Камчатки до Кавказа

Источник

Как поменять течение реки

Давайте разберем характер движения воды в 1 реке при повороте русла. Здесь возникает картина, похожая на движение воды в стакане. Поверхность воды наклоняется в сторону поворота так, чтобы разность сил давления сообщала необходимое центростремительное ускорение (на рис. 3) показано вертикальное сечение реки на повороте). Так же, как и в стакане, скорость воды у дна вследствие трения меньше, чем у поверхности реки (распределение скоростей по глубине показано на рис. 3). Поэтому у поверхности результирующая сил давления не в состоянии! обеспечить движение частиц воды по окружности с большой скоростью, и вода «отбрасывается» к дальнему (от центра! поворота) берегу. У дна, наоборот, скорость движения мала, и вода устремляется к ближнему берегу (к центру поворота).

Рис. 3
Рис. 3

Таким образом, дополнительно к основному течению возникает циркуляция воды; на рис. 3 показано направление циркуляции в плоскости сечения реки.

Такая циркуляция воды приводит к эрозии (разрушению) почвы. В результате далекий от центра поворота берег разрушается (подмывается), а у близкого берега постепенно осаждается все больший слой почвы (вспомните чаинки в стакане!). Форма русла меняется и приобретает такой вид, как на рис. 4 * . 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 центростремительное ускорение. Но там, где больше скорость течения, возникает 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.

* ( Такая же циркуляция воды может возникнуть и пои прямолинейном течении реки вследствие вращения Земли В результате реки в северном полушарии размывают главным образом правый берег, а в южном — левый (это и есть закон Бэра, который мы обсудим позже).)

Рис. 4
Рис. 4

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. 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 случайной причине (например, вследствие обвала, падения дерева и т. п.), будет со временем увеличиваться. Прямолинейное течение реки по однородной равнине является неустойчивым.

Источник

Какие реки и почему меняют свое течение?

Какие реки и почему меняют свое течение? Географы всегда исследовали различные реки и все явления, связанные с ними. Одним из самых удивительных явлений, которое можно наблюдать на реках, является изменение направления течения. Такое явление можно увидеть по всей планете. Конечно, много из них есть и на территории России.

Читайте также:  Как меняют названия рек

Так, одно из самых известных даже описано в Новгородских летописях. В них отмечается, что жители Новгорода были недовольны тем, как вел себя епископ Иоанн. В результате они решили изгнать его из города. Для этого они построили плот и поместили священника на него. Плот должно было подхватить течение реки Волхов и понести Иоанна вон из города. Однако произошло совсем по-другому. Когда плот оказался на середине реки, он поплыл не вниз по течению, а вверх. Такой факт для тогдашних жителей города был знаком Божьим. Однако на самом деле место имел факт изменения течения реки, который объясняется очень просто.

Сама река вытекает из озера Ильмень и впадает в Ладожское. Угол наклона земли, по которой она течет, очень мал. И в тех ситуациях, когда внизу по течению выпадают очень сильные осадки или же весной прибывает много талых вод, уровень воды возле Ладожского озера поднимается и стает большим, чем уровень озера Ильмень. Следствием этого является изменение течения реки, что однозначно удивляет многих людей, которые в повседневной жизни нуждаются в перемещении на большие расстояния. Для этого они используют службы такси.

Изменение течения неоднократно замечали на красивой реке Сухона, которая вытекает из Кубенского озера. В своих верхах она спокойно и тихо омывает широкие берега. Однако с приходом весны ее воды начинают плыть в обратном направлении. Причиной этого являются два ее притока — Вологда и Лежа. Они, набрав в себя много талого снега, резко увеличиваются и начинают плыть с большой скоростью. Впадая в Сухону, они становятся своеобразными плотинами, что приводит к резкому поднятию уровня реки. Этот уровень в течении некоторого времени превышает уровень озера и река возвращается в него. Данное явление может длиться 19 дней.

Этого времени достаточно, чтобы озеро могло накопить большой запас воды. Чтобы он не иссякал, люди построили плотину и шлюз, который позволяет управлять речным стоком. Стоит сказать, что не только равнинные реки могут возвращаться к истоку. Это явление фиксировалось и на горных реках. Примером является река Контровод, которая протекает по территории Приморского края. Один раз в квартал она начинает течь в другом направлении.

Источник

Реки с обратным течением

Во всем мире, в том числе и в России, существует ряд рек, изменяющих направление своего течения с прямого на обратное. Эти реки могут отличаться географическим положением, климатическими условиями, характером питания, но есть у всех этих рек одно сходство, создающее предпосылки к тому, чтобы река в определенный момент повернула вспять. Это сходство – низкий уклон реки на определенном участке, является обязательным условием. Помимо этого, в каждом отдельном случае должен быть второй фактор, заставляющий реку изменить направление течения. Эти факторы можно разделить на несколько групп:

Обратное течение рек с приливом.

Впадающие в моря или океаны реки, представляют собой естественный канал, по которому прилив может распространяться на значительное расстояние от устья. Течение реки оказывает влияние на прилив, вследствие чего прилив обычно короче, чем отлив. Поднимаясь вверх по реке, приливное течение полностью останавливает собственное течение реки, переводя его в обратное, тем самым заставляя реку повернуть вспять.

Обратное течение рек, вызванное подпором материнской рекой.

Во время распаления льда на больших реках могут происходить заторы льда. Заторы льда на реке образуются вследствие более раннего распаления льда в верхнем течении. Ледяные глыбы движутся вниз по реке и, встречая на своем пути еще не нарушенный ледяной покров, образуют заторы. При этом происходит повышение уровня воды, затопление окружающей местности – происходит подбор притока материнской рекой. Если приток при этом имеет небольшой уклон, то ток его воды полностью останавливается, а затем, когда уровень воды превышает высоту реки над уровнем моря, река поворачивает вспять. Явление заторов и обратного течения рек характерно для многих крупных рек России, текущих в направлении с юга на север. Пример – река Северная Двина и ее правый приток Шёмокса , реки Западной Сибири – Обь , Иртыш.

Обратное течение рек вследствие подпора материнской реки притоками.

Во время весеннего половодья возможен подпор материнской реки с низким уклоном и скоростью течения притоком или группой притоков с высокой скоростью течения. Стремительные притоки, впадая в материнскую реку, образуют подобие плотины, преграждая основную реку. Уровень воды повышается, и река поворачивает вспять. Обратное течение вследствие данного фактора наблюдается на реке Сухона вследствие подпора притоками Вологда и Лежа .

Обратное течение, связанное с бифуркацией реки.

Иногда на реках наблюдается явление бифуркации – разделение русла реки на две ветви, не соединяющихся в дальнейшем и впадающих в разные водоёмы или речные системы. Бифуркация чаще всего возникает на низких плоских водоразделах. В случае, когда отделяемый водоток, имеющий незначительный уклон, соединяет две различные водные системы, при повышении уровня воды в одной системе относительно другой происходит изменение направления течения.

Примером может служить река Россонь , соединяющая реки Лугу и Нарву . При более высоком уровне воды в Луге она течёт в Нарву, а при более высоком уровне воды в Нарве – в сторону Луги.

Читайте также:  Река семеновка марий эл

Обратное течение, вызванное волной и сильным ветром с моря.

Под действием циклонов в море образуется длинная волна, идущая к берегу. При встречном ветре гребень волны уменьшается, при попутном же увеличивается. После набегания волны и ее последующего отражения образуются сейши – затухающие инерционные колебания. В случае, когда циклоны следуют один за другим, волны идут непрерывно, при совпадении колебания накладываются друг на друга и усиливаются. Это приводит к подъему уровень воды в море и устье реки, что заставляет реку повернуть вспять, т.е. практически вытекать из моря.

Обратное течение может вызывать также сильный морской штормовой ветер, подпирающий реку с моря, и заставляющий ее повернуть назад. Как правило, в природе нет долго продолжающихся и совпадающий колебаний, однако оба фактора могут усиливать друга.

Ярким примером может служить река Нева . Долгое время считалось, что причиной наводнений, вызванных подъемом уровня воды в Неве и ее обратным течением, является сильный ветер с моря, подпирающий реку. Зная расход воды, путем простых расчетов, удалось установить, что одной силы ветра недостаточно, чтобы повернуть вспять реку, и что причиной является образование сейш с периодом колебания 24-28 часов, усиливаемых приходов новой волны в Финский залив.

Обратное течение рек в связи с зарегулированием плотинами.

Регулирование стока — это процесс перераспределения его водохранилищем в соответствии с требованиями водохозяйственного комплекса (энергетика, водоснабжение, орошение, судоходство, борьба с наводнениями, рыбное хозяйство и т.п.). Речной сток аккумулируется в водохранилище в периоды, когда естественная приточность воды превышает потребности в ней, и расходуется в периоды, когда потребность в воде превышает приточность.

Реки, зарегулированные плотинами гидроэлектростанций, а также реки, впадающие в водохранилища, или их притоки, могут повернуть вспять при повышении уровня воды, связанного с работой ГЭС. Примером может служить река Шуя в Карелии.

Подробнее об обратном течении каждой отдельной реки можно прочитать, перейдя по ссылке с описанием реки из списка.

Список рек России с обратным течением:

1. Волхов – река бассейна реки Нева, протекает в Новгородской и Ленинградской областях России;

2. Контровод – река бассейна Охотского моря, а также рек Бикин → Уссури → Амур, протекает в Приморском крае России;

3. Нева – река бассейна Балтийского моря, протекает в Ленинградской области России г. Санкт – Петербурге;

4. Пахра — приток Москвы-реки;

5. Россонь – река бассейна Балтийского моря, протекает в Ленинградской области России;

6. Пенжина – река бассейна Охотского моря, протекает в Камчатском крае России.

7. Шуя (Суойоки) – река бассейна Белого моря, а также бассейна Онежского озера, реки Свирь, Ладожского озера, и реки Нева.

8. Сож – река бассейна Чёрного моря, левый приток Днепра. Протекает по территории России и Белоруссии.

9. Обь – река бассейна Карского моря, протекает по территориям Алтайского края, Новосибирской и Томской областей, Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов России.

10. Иртыш – река бассейна Карского моря, левый приток реки Обь.

11. Сухона – река бассейна Белого моря, левый приток Северной Двины. Протекает по территориям Вологодской и Архангельской областей России.

12. Шемокса — река бассейна Белого моря, правый приток Северной Двины. Протекает по территории Вологодской области России.

Источник



Регулирование русел — Принципы формирования русел рек

При проектировании берегоукреплений на реках важно знать теоретические принципы формирования русел рек и законы их динамического изменения во времени.

1 ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ

Продольный профиль реки в общем случае представляет собой кривую, обращенную выпуклостью вниз. Плавность этой кривой нарушается периодическими перекатам, которые образуются из-за выходов на поверхность твердых неразмываемых пород. От истока реки к устью уклон дна постепенно уполаживается, и снижается скорость воды, но растет ее расход. В верховьях реки имеют место высокие скорости воды, которые приводят здесь к интенсивной эрозии — размыву русла и образованию массива наносов (взвешенных и влекомых). По длине реки скорости воды снижаются, что приводит к уменьшению частиц наносов, которые река еще может переносить вниз по течению. Таким образом, малые скорости воды в низовьях ведут к аккумуляции — осаждению наносов, размытых в верховьях. Весь этот процесс постепенно изменяет продольный профиль реки — в верховьях уклон дна ещё больше увеличивается, а в низовьях — еще больше уполаживается (рисунок 1).

Рисунок 1 — Продольный профиль речного русла

Продольный профиль реки в крупном масштабе представляет собой чередование плёсов и перекатов. Плёс — длинный участок с большими глубинами и слабыми уклонами. Перекат — наоборот, короткий участок с малыми глубинами и крутыми уклонами. Таким образом геометрически продольный профиль реки напоминает лестничный марш.

В межень перекаты усиленно размываются. Это происходит из-за того, что из-за малых глубин здесь имеют место большие скорости потока. С наступлением половодья или паводка происходит принципиальное изменение процесса руслоформирования: плёсы ещё сильнее размываются, а смытые с них наносы намываются на перекатах.

2 ПОПЕРЕЧНЫЙ ПРОФИЛЬ

Поперечный профиль реки, также, как и продольный профиль, зависит от конкретного участка реки (рисунок 2):

– в верховьях: ущелье;

– в среднем течении: пойма с одной или несколькими террасами

Читайте также:  Все реки ведут в океан

– в низовьях, ближе к устью: в древнем конусе выноса с несколькими протоками, часто с возвышением над окружающей долиной.

Рисунок 2 — Характерные поперечные профили русел рек

а — верховья, б — среднее течение, в — низовья

3 КРИВОЛИНЕЙНОСТЬ РУСЛА

На излучинах реки происходит изменение движения наносов — их поток переходит от выпуклого берега к вогнутому.

Происходящие в периоды половодий и паводков размывы плёсов имеют особенную интенсивность у вогнутых берегов. Это происходит из-за образования здесь повышенных скоростей, вызываемых так называемым свалом течения — с переката на плёс. При этом стрежень реки (линия вдоль реки с максимальной скоростью течения) меняет направление в сторону вогнутого берега (рисунок 3), дно которого и начинает интенсивно размываться. В результате дно у вогнутого берега углубляется, а у выпуклого — мелеет.

В целом весь этот процесс является следствием поперечной циркуляции потока, возникающей на поворотах реки: поверхностные слои воды движутся к вогнутому берегу, а донные — к выпуклому.

Одним из следствий описанной механики движения наносов и воды является тот важный факт, что криволинейные участки рек всегда более устойчивы, чем прямолинейные. С течением времени криволинейность русла на каждом конкретном участке все более увеличивается — вплоть до появления ярко выраженных S-образных кривых (петель). В конце концов края двух соседних S-образных участков касаются друг друга, они сливаются в новое русло с увеличившимся уклоном, после чего весь процесс начинается заново.

Рисунок 3 — Стрежень на излучине реки

Если насыщенный наносами поток воды имеет мутность ρ (греческая буква ро) больше некоторого предельного значения (ρ > ρпред), то происходит выпадение наносов на дно, его заиление и подъем. Если ρ 1 ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ

Продольный профиль реки в общем случае представляет собой кривую, обращенную выпуклостью вниз. Плавность этой кривой нарушается периодическими перекатам, которые образуются из-за выходов на поверхность твердых неразмываемых пород. От истока реки к устью уклон дна постепенно уполаживается, и снижается скорость воды, но растет ее расход. В верховьях реки имеют место высокие скорости воды, которые приводят здесь к интенсивной эрозии — размыву русла и образованию массива наносов (взвешенных и влекомых). По длине реки скорости воды снижаются, что приводит к уменьшению частиц наносов, которые река еще может переносить вниз по течению. Таким образом, малые скорости воды в низовьях ведут к аккумуляции — осаждению наносов, размытых в верховьях. Весь этот процесс постепенно изменяет продольный профиль реки — в верховьях уклон дна ещё больше увеличивается, а в низовьях — еще больше уполаживается (рисунок 1).

Рисунок 1 — Продольный профиль речного русла

Продольный профиль реки в крупном масштабе представляет собой чередование плёсов и перекатов. Плёс — длинный участок с большими глубинами и слабыми уклонами. Перекат — наоборот, короткий участок с малыми глубинами и крутыми уклонами. Таким образом геометрически продольный профиль реки напоминает лестничный марш.

В межень перекаты усиленно размываются. Это происходит из-за того, что из-за малых глубин здесь имеют место большие скорости потока. С наступлением половодья или паводка происходит принципиальное изменение процесса руслоформирования: плёсы ещё сильнее размываются, а смытые с них наносы намываются на перекатах.

2 ПОПЕРЕЧНЫЙ ПРОФИЛЬ

Поперечный профиль реки, также, как и продольный профиль, зависит от конкретного участка реки (рисунок 2):

– в верховьях: ущелье;

– в среднем течении: пойма с одной или несколькими террасами

– в низовьях, ближе к устью: в древнем конусе выноса с несколькими протоками, часто с возвышением над окружающей долиной.

Рисунок 2 — Характерные поперечные профили русел рек

а — верховья, б — среднее течение, в — низовья

3 КРИВОЛИНЕЙНОСТЬ РУСЛА

На излучинах реки происходит изменение движения наносов — их поток переходит от выпуклого берега к вогнутому.

Происходящие в периоды половодий и паводков размывы плёсов имеют особенную интенсивность у вогнутых берегов. Это происходит из-за образования здесь повышенных скоростей, вызываемых так называемым свалом течения — с переката на плёс. При этом стрежень реки (линия вдоль реки с максимальной скоростью течения) меняет направление в сторону вогнутого берега (рисунок 3), дно которого и начинает интенсивно размываться. В результате дно у вогнутого берега углубляется, а у выпуклого — мелеет.

В целом весь этот процесс является следствием поперечной циркуляции потока, возникающей на поворотах реки: поверхностные слои воды движутся к вогнутому берегу, а донные — к выпуклому.

Одним из следствий описанной механики движения наносов и воды является тот важный факт, что криволинейные участки рек всегда более устойчивы, чем прямолинейные. С течением времени криволинейность русла на каждом конкретном участке все более увеличивается — вплоть до появления ярко выраженных S-образных кривых (петель). В конце концов края двух соседних S-образных участков касаются друг друга, они сливаются в новое русло с увеличившимся уклоном, после чего весь процесс начинается заново.

Рисунок 3 — Стрежень на излучине реки

Если насыщенный наносами поток воды имеет мутность ρ (греческая буква ро) больше некоторого предельного значения (ρ > ρпред), то происходит выпадение наносов на дно, его заиление и подъем. Если ρ

Источник

Adblock
detector