Характеристики речных наносов Движение взвешенных и влекомых наносов

Характеристики речных наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов. Режим стока наносов и мутности воды.

Речные наносы – минеральные частицы, перемещаемые водным потоком в толще воды и по дну Минеральные частицы на дне реки - русловые отложения

Структура речных наносов n взвешенные наносы – перемещаются совместно с водой n влекомые наносы – перемещаются по дну

Характеристики речных наносов n n n диаметр взвешенных наносов dв(мм) и русловых отложений dот(мм) плотность частиц рн (кг/м 3) и отложений р0 (кг/м 3) гидравлическая крупность частиц- скорость осаждения частиц в неподвижной воде w (м/c) мутность воды (кг/м 3) расход взвешенных (R) и влекомых (G) наносов (кг/с)

Фракции минеральных частиц Фракция валуны галька гравий песок d, мм > 100 -10 10 -1 1 -0, 1 пыль ил глина 0, 1 -0, 01 -0, 001 < 0, 001 Речные наносы влекомые, взвешенные

Валунно-глыбовые отложения в руслах горных рек

Русловые отложения горного притока р. Янцзы

Отложения временных водотоков в горах Армении (а) и в Карпатах (б) а б Фото А. Г. Ободовского

Песчаные отложения Северной Двины (а) и заиленные мелкие пески в русле Хуанхе (б) а б

Условия поведения частиц на дне реки n n превышение критической (начальной, неразмывающей) скорости потока u >uн величина uн зависит от диаметра русловых отложений d n закон Эри d ~ u 6

Оценка расхода влекомых наносов, кг/cут по смещению гряд Cg =dx/dt, м/сут hg dx 1, 2 – смежные моменты времени, t 2 -t 1= dt G = 0, 6 Bp 0 hg. Cg B – ширина русла P 0 – плотность отложений

Режимы осаждения взвешенных частиц n n n ламинарный (d < 0, 15 мм) w ~ pd 2/ , р = ( р н - ) / переходный (0, 15 < d < 1, 5 мм) w ~ pd / - вязкость воды турбулентный (d > 1, 5 мм) w ~ (pd) 0, 5

Распределение мутности s (по глубине потока h) для крупных (1), средних (2) и мелких (3) фракций

Сезонное изменение мутности в русле р. Протва межень паводок 2004 г.

Зональное изменение мутности воды Реки тундры (s < 0, 01 -0, 025 кг/м 3 ) Реки степной зоны (s > 0, 250 кг/м 3) Rivers of forests zone (25 < S < 250 g/l) Реки лесной зоны (0, 025 < s < 0, 250 кг/м 3) p. Калаус (s=11 кг/м 3)

Изменение средней годовой мутности некоторых рек России

Предельные величины мутности и расхода взвешенных частиц n мутность (кг/м 3) потока s и предельная нагрузка потока взвешенными частицами sтр (кг/м 3) n расход взвешенных наносов R и транспортирующая способность потока Rтр (Rтр = Q sтр)

Характеристики годового стока взвешенных наносов n сток наносов WR = RT =31, 5· 106 R [кг]= 31, 5 R [тыс. т] = 31, 5· 10 -3 R [млн. т] n модуль стока наносов МR [т/км 2] = 31, 5· 103 R/F R – расход взвешенных наносов [кг/с] F – площадь водосбора [км 2]

Изменение модуля стока взвешенных наносов по территории Регион Модуль стока взвешенных наносов, т/км 2 север ЕТР 1 -2 север и запад Русской равнины юг СНГ 10 -20 50 -100 бассейн Терека 300 бассейн Хуанхэ 1590

Вклад некоторых рек в мировой сток взвешенных наносов (млрд. т) 27%