Виды деформаций русл и задачи их прогнозирования
Русла многих рек меняют местоположение и форму. Деформации русла могут быть общие, в развитии которых участвует весь поток и их механизм включает в себя непременно элементы всего потока, и местные, которые ограничены в пространстве и времени и зависят от механизма, определяемого местными или временными условиями. Если общие деформации вызывают направленное изменение высотного положения уровней воды в русле, с которым необходимо считаться, то местные не приводят к значительному изменению уровней потока.
Наиболее общим механизмом русловых деформаций в естественных условиях является вековой аккумулятивный процесс. С водосборного бассейна в русло поступают наносы различных размеров. Достаточно крупные наносы не перемещаются ниже определенного створа реки, то есть происходит их накопление выше этого створа и отметки русла повышаются.
На этом общем фоне руслообразо- вания могут проявляться результаты местных деформаций русла: размыв берега под влиянием подвижного скопления наносов, в результате чего в русле образуются перемещающиеся узкие и широкие участки; размыв на участках крутых поворотов под влиянием сбоя струй; намыв участка берега под влиянием перестройки кинематики потока; деформации под воздействием различных сооружений и т. д.
При проектировании речных гидротехнических сооружений необходимо учитывать как сложившиеся, так и возможные положение и состояние русла. Такой прогноз позволяет повысить надежность проектируемых сооружений, улучшить их технические решения и экономические показатели.
Наиболее интенсивные общие деформации русл происходят при строительстве гидроузлов из-за этого нарушения режимов расходов воды, уровней и стока наносов.
В результате анализа и прогнозирования русловых деформаций необходимо решить ряд задач. Состав и характер их определяются целью, техническими и конструктивными решениями проекта, а также типом и размером речного русла. Такими задачами могут быть: определение устойчивости берега на площадке размещения берегового сооружения; определение устойчивой ширины потока и его средней расчетной глубины для выбора основных размеров водосбросных сооружений гидроузла; выявление конечных (равновесных) состояний русла под воздействием проектируемых мероприятий и процесса деформации его; установление характеристик наносного режима потока в верхнем и нижнем бьефах; прогноз переформирования рельефа дна в бьефах гидроузла; оценка динамики объемов регулирующей призмы водохранилища; прогноз переработки его берегов ветровыми или судовыми волнами, снижения или подъема уровней воды в нижних бьефах водозаборных гидроузлов, расчет местного размыва у шпор, опор и др.