Осередковый тип характерен распластанным многорукавным руслом, по
которому движутся расчлененные большие гряды наносов. Возвышенные части
гряд обсыхают в межень и образуют осередки, разделенные извилистыми
протоками. В паводок основной поток идет по широкому руслу, наибольшие
глубины могут образоваться в любой его точке в зависимости от
расположения крупных скоплений наносов и проток между ними. Осередковый
тип руслового процесса возникает при больших объемах твердого стока
(донных наносов) на участках рек, где уклон водной поверхности резко
уменьшается по сравнению с вышележащими участками и происходит частичная
аккумуляция наносов.
В зависимости от гидрографа стока осередковый тип руслового процесса
разделяется на два подтипа. При длительной межени обсохшие части
осередков покрываются растительностью, способствующей отложению наносов,
и превращаются в острова; протоки между такими островами обычно
меандрируют, способствуя деформации островов в продольном и поперечном
направлениях; расчеты этих деформаций выполняют для типа руслового
процесса, наблюдаемого в том или ином рукаве русла.
При длительных паводках и кратковременной межени лишенные растительности
осередки крайне подвижны: конфигурация протоков и гряд наносов резко
меняется в течение одного паводка, причем скорость перемещения отдельных
русловых форм достигает сотен и даже тысяч метров в год; такой подтип
называется блужданием русла.
Особенно интенсивен процесс блуждания по выходе горных рек на предгорную
равнину, сложенную мелкозернистыми наносами. Пойм на таких участках нет,
высокие паводки занимают всю ширину слабо врезанного в долину
распластанного русла, называемого также зоной блуждания отдельных
рукавов меженного русла. В начале спада паводка крупные гряды наносов
замедляют движение и создают большую неравномерность в распределении
расходов, скоростей течения и глубин воды. Если стрежень потока
сваливается к одной из границ зоны блуждания, невысокий суглинистый
берег катастрофически размывается, увеличивая ширину зоны блуждания.
Окружающая зону блуждания равнина иногда имеет отметки более низкие, чем
отметки русла, которое постепенно поднимается вследствие частичной
аккумуляции наносов.
При прохождении паводков нарушается динамическое равновесие русла, так
как местные скорости течения значительно больше скоростей динамического
равновесия для данных грунтов; паводочный поток, взвешивая мелкий
аллювий, временно углубляет русло, которое по спаде паводка снова
заполняется отложениями наносов. Увеличение глубины русла в паводок идет
главным образом за счет саморазмыва. Саморазмыв прекращается после
достижения равенства Уфакт = Удин, но это равенство может быть для
блуждающих русел только кратковременным, поэтому среднюю глубину
саморазмыва при расчетном расходе воды непосредственно промерами
определить практически невозможно. Расчет деформаций блуждающего русла в
створе мостового перехода заключается в определении величины саморазмыва
русла и наибольшей ширины зоны блуждания. Среднюю бытовую глубину русла
при саморазмыве.
Максимальные глубины hmax
могут образоваться при спаде паводка на любой вертикали створа перехода,
не зависят от Qmax и связаны с увеличением местного элементарного
расхода вследствие сжатия потока крупными грядами наносов. Так как эту
связь в явном виде для блуждающего русла установить невозможно, то
величины hmax рассматривают как случайные и строят натурную зависимость
hmax=f(р) по измерениям за ряд лет. Если для
створа перехода нет данных для построения этой зависимости, то величину
hmax принимают по аналогии со створами, где производились промеры русла
на спаде паводка.
Поскольку величина hmах может образоваться при любом из уровней воды,
для которых производились промеры, наинизшую отметку дна получают,
вычитая hmах из средней отметки уровня воды в ряду имеющихся промеров
русла.
Процесс блуждания русел, сложенных крупным аллювием, имеет некоторые
особенности. В отличие от русел, сложенных мелкозернистым материалом,
галечниковые русла более устойчивы и скорости перемещения осередков
меньше. Такие русла блуждают не только по выходе реки на предгорную
равнину, но ив пределах горной долины при достаточной ее ширине [34,
54]. Поперечный разрез долины включает обычно узкую галечниковую
пойменную террасу, покрытую тонким слоем наилка и закрепленную
растительностью, паводочное широкое русло, врезанное в террасу на
глубину 1,5— 3,0 м, сложенное скоплениями галечника, и одно или
несколько меженных русел, занимающих не более 0,1—0,2 ширины паводочного
русла. Иногда среди паводочного русла расположены отторженные пойменные
массивы. Галечниково-валунные гряды создают ступенчатые профили меженных
русел, расположенных на разных уровнях, и способствуют свалам стержня
паводочного потока из одного меженного русла в другое. Свалы к пойменной
террасе вызывают размыв берегов паводочного русла; вся ширина горной
долины в пределах галечниковой пойменной террасы является зоной
блуждания паводочного русла.
Обнаженные в межень галечные гряды паводочного русла начинают
перемещаться при паводках ниже средних, а интенсивный размыв пойменных
террас происходит при паводках вероятности превышения 5% и менее.
Скорости смещения пойменных бровок составляют десятки метров в год, а
скорости перемещения гряд в паводочном русле десятки, а иногда и сотни
метров в год. При уклонах и глубинах, менее критических, водная
поверхность паводочного потока в галечно-валунных блуждающих руслах —
бурная с резкими местными перекосами;
Трассу мостового перехода через реку с блуждающим
руслом выбирают в наиболее узком месте зоны блуждания. Стеснение зоны
блуждания подходными насыпями возможно при условии сооружения дамб,
направляющих воду и гряды наносов и постепенно сужающих поток от ширины
Язоны До ширины отверстия моста (см. рис. VII-10, а).
Даже при перекрытии мостом всей ширины Язоны в суженных местах
блуждающие русла резко меняют во время паводка форму живых сечений и
глубины воды. Поэтому все опоры моста должны быть заложены на одинаковой
глубине, определяемой, если нет других условий, наибольшей глубиной
размыва подмостового русла.
Характер руслового процесса на конусах выноса в
устьях горных водотоков зависит от режима стока воды и наносов, а также
от рельефа устьевого участка водотока.
По русловому процессу конуса выноса можно разделить на два типа:
1) вся поверхность конуса является действующей; паводочный поток,
растекаясь по конусу, откладывает наносы и постепенно наращивает его;
русловой процесс заключается в перемещении по всему конусу сети мелких
русел, меняющих свои очертания с каждым паводком;
2) на .конусе имеется четко выраженное русло или зона блуждания русла,
занимающая часть поверхности конуса; русловой процесс заключается в
движении побочней и осередков в глубоко врезанном русле или типичном
блуждании русла в пределах активной зоны конуса; остальная часть конуса
является недействующей или действующей в очень редкие паводки, когда
поток не вмещается в русле и растекается по поверхности конуса, не
вызывая существенных изменений в его рельефе.
Прогнозирование руслового процесса на конусах первого типа состоит в
определении темпов наращивания отметок поверхности
конуса. Интенсивность отложения наносов можно установить по
эксплуатационным данным на транспортных и гидротехнических сооружениях,
расположенных в районе конуса, или определить специальным расчетом [18,
127, 149].
Прогнозирование руслового процесса на конусах выноса второго типа
выполняют согласно рекомендациям, приведенным в начале настоящего
параграфа или по § 30, в зависимости от характера русловых мезоформ.
Следует также иметь в виду, что на конусах этого типа имеется общая
тенденция врезания русловой зоны в тело конуса и выработки вогнутого
профиля равновесия. Кроме этой необратимой деформации, могут наблюдаться
на селевых потоках периодические заполнения врезанного русла селевыми
отложениями, которые затем снова размываются водным потоком в период
между прохождением селей.
Все эти особенности руслового процесса на конусах выноса учитывают при
проектировании, соответственно давая запас в подмостовых габаритах на
конусах выноса первого типа и в фундировании опор моста на конусах
второго типа.