Извилистые реки: особенности строения, причины возникновения и места обитания. Высокий седиментный поток, переменчивый расход воды, песчаные и гравийные русла.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Сеть речных каналов, разделенных небольшими и часто временными островами.
Network of river channels separated by small, and often temporary, islands
Плетёная река (также называемая плетёным каналом или плетёным потоком) состоит из сети речных каналов, разделенных небольшими, часто временными островами, называемыми плетёными отмелями или, в британском английском языке, эйтами или эйотами. Плетёные потоки обычно встречаются в реках с высокой концентрацией наносов или крупнозернистым состадом, а также в реках с более крутыми уклонами, чем типичные реки с прямыми или меандрирующими руслами. Они также связаны с реками, характеризующимися быстрым и частым изменением расхода воды, то есть с реками с резкими колебаниями уровня воды, и с реками со слабыми берегами. Плетёные каналы встречаются в различных средах по всему миру, включая гравийные горные ручьи, реки с песчаным дном, на аллювиальных веерах, в речных дельтах и на равнинах отложений.
A braided river (also called braided channel or braided stream) consists of a network of river channels separated by small, often temporary, islands called braid bars or, in British English usage, aits or eyots. Braided streams tend to occur in rivers with high sediment loads or coarse grain sizes, and in rivers with steeper slopes than typical rivers with straight or meandering channel patterns. They are also associated with rivers with rapid and frequent variation in the amount of water they carry, i. e., with "flashy" rivers, and with rivers with weak banks. Braided channels are found in a variety of environments all over the world, including gravelly mountain streams, sand bed rivers, on alluvial fans, on river deltas, and across depositional plains.
Описание
Плетёная река состоит из сети множества мелких каналов, которые расходятся и вновь соединяются вокруг временных плетёных баров. Это придает реке сходство с переплетёнными нитями косы. Плетёные бары, также известные как канальные бары, островные разветвления или аккумулятивные острова, обычно нестабильны и могут полностью покрываться водой во время половодья. Если островки, разделяющие каналы, стабилизированы растительностью и становятся более постоянными элементами ландшафта, их иногда называют аитами или эйотами. Плетёная река отличается от реки с одним извилистым руслом. Она также отличается от анастомозирующей реки. Анастомозирующие реки похожи на плетёные в том, что состоят из множества переплетающихся каналов. Однако анастомозирующие реки характеризуются полупостоянными руслами, разделёнными поймой, а не плетёными барами. Эти русла сами могут быть плетёными. Эксперименты с искусственными руслами показывают, что река становится плетёной при достижении порогового уровня наносов или уклона. В масштабах времени, достаточных для эволюции реки, устойчивое увеличение нагрузки наносов увеличивает уклон русла, так что изменение уклона эквивалентно изменению нагрузки наносов, при условии, что количество воды, переносимой рекой, остаётся неизменным. Экспериментально установлено, что пороговый уклон составляет 0,016 (ft/ft) для потока с плохо отсортированным крупным песком. Любой уклон выше этого порога формирует плетёный поток, а любой уклон ниже порога – извилистый поток или, при очень малых уклонах, прямой канал. Важную роль в развитии русла играет также соотношение между взвешенными наносами и наносами ложа. Увеличение взвешенных наносов способствует отложению мелкого, устойчивого к эрозии материала на внутренней стороне изгиба, что усиливает изгиб и в некоторых случаях приводит к переходу реки от плетёного профиля к извилистому. Эти экспериментальные результаты были выражены в формулах, связывающих критический уклон для образования плетёного русла с расходом воды и размером зёрен. Чем выше расход воды, тем ниже критический уклон, а чем крупнее размер зёрен, тем выше критический уклон. Однако эти формулы дают лишь неполную картину, и всё большее значение приобретают численные моделирования для понимания плетёных рек. Аккумуляция (чистое отложение наносов) благоприятствует плетёным рекам, но не является обязательным условием. Например, реки Ракайя и Вайтаки в Новой Зеландии не аккумулятивны из-за отступающей береговой линии, но тем не менее являются плетёными реками. Изменчивость расхода воды также была признана важным фактором для плетёных рек, но это может быть связано главным образом с тем, что частые половодья уменьшают прибрежную растительность и дестабилизируют берега, а не с тем, что изменчивость расхода воды является существенной частью формирования плетёных рек. Численные модели показывают, что транспорт наносов ложа (перемещение частиц наносов путём перекатывания или подпрыгивания по дну реки) имеет решающее значение для формирования плетёных рек, с чистой эрозией наносов в местах разветвления каналов и чистым отложением в местах их слияния. Плетёность надёжно воспроизводится в моделированиях, когда имеется небольшое боковое ограничение потока и значительный транспорт наносов ложа. Плетёность не наблюдается в моделированиях крайних случаев чистого размыва (отсутствие отложения), что приводит к древовидной системе, или когезионных наносов без транспорта наносов ложа. Меандры полностью развиваются только тогда, когда берега реки достаточно стабилизированы, чтобы ограничить боковой поток.
A braided river consists of a network of multiple shallow channels that diverge and rejoin around ephemeral braid bars. This gives the river a fancied resemblance to the interwoven strands of a braid. The braid bars, also known as channel bars, branch islands, or accreting islands, are usually unstable and may be completely covered at times of high water. When the islets separating channels are stabilized by vegetation, so that they are more permanent features, they are sometimes called aits or eyots. A braided river differs from a meandering river, which has a single sinuous channel. It is also distinct from an anastomosing river. Anastomosing rivers are similar to braided rivers in that they consist of multiple interweaving channels. However, anastomosing rivers consist of semi permanent channels which are separated by floodplain rather than channel bars. These channels may themselves be braided. Experiments with flumes suggest that a river becomes braided when a threshold level of sediment load or slope is reached. On timescales long enough for the river to evolve, a sustained increase in sediment load will increase the bed slope of the river, so that a variation of slope is equivalent to a variation in sediment load, provided the amount of water carried by the river is unchanged. A threshold slope was experimentally determined to be 0.016 (ft/ft) for a stream with poorly sorted coarse sand. Any slope over this threshold created a braided stream, while any slope under the threshold created a meandering stream or – for very low slopes – a straight channel. Also important to channel development is the proportion of suspended load sediment to bed load. An increase in suspended sediment allowed for the deposition of fine erosion resistant material on the inside of a curve, which accentuated the curve and in some instances, caused a river to shift from a braided to a meandering profile. These experimental results were expressed in formulas relating the critical slope for braiding to the discharge and grain size. The higher the discharge, the lower the critical slope, while larger grain size yields a higher critical slope. However, these give only an incomplete picture, and numerical simulations have become increasingly important for understanding braided rivers. Aggradation (net deposition of sediments) favors braided rivers, but is not essential. For example, the Rakaia and Waitaki Rivers of New Zealand are not aggrading, due to retreating shorelines, but are nonetheless braided rivers. Variable discharge has also been identified as important in braided rivers, but this may be primarily due to the tendency for frequent floods to reduce bank vegetation and destabilize the banks, rather than because variable discharge is an essential part of braided river formation. Numerical models suggest that bedload transport (movement of sediment particles by rolling or bouncing along the river bottom) is essential to formation of braided rivers, with net erosion of sediments at channel divergences and net deposition at convergences. Braiding is reliably reproduced in simulations whenever there is little lateral constraint on flow and there is significant bedload transport. Braiding is not observed in simulations of the extreme cases of pure scour (no deposition taking place), which produces a dendritic system, or of cohesive sediments with no bedload transport. Meanders fully develop only when the river banks are sufficiently stabilized to limit lateral flow.
События
Плетёные реки встречаются в различных условиях, но наиболее распространены в широких долинах, связанных с горными районами или их предгорьями, а также в областях, сложенных крупнозернистыми отложениями и характеризующихся ограниченной растительностью по берегам рек. Они также встречаются на аллювиальных веерах, где преобладают речные потоки. Обширные системы плетёных рек обнаружены на Аляске, в Канаде, на Южном острове Новой Зеландии и в Гималаях – регионах с молодыми, быстро разрушающимися горами. Огромная река Брахмапутра на северо-востоке Индии является классическим примером плетёной реки. Заметным примером крупного плетёного русла в континентальной части Соединенных Штатов является река Платте в центральной и западной Небраске. Плетёные реки типа Платте характеризуются обилием лингвовидных (языкообразных) баров и дюнных отложений. Река Скотт на юге Аляски является эталонной для плетёных рек, питаемых ледниковыми отложениями, характеризующихся продольными гравийными грядами и песчаными линзами, отложенными в углублениях во время половодий. Конгломерат Сеуэни, пеньковско-каменноугольный грубый песчаник и конгломерат, расположенный на плато Камберленд вблизи Университета Юга, мог быть отложен древней плетёной и извилистой рекой, существовавшей в восточной части Соединенных Штатов. Другие исследователи интерпретируют осадочную среду этой единицы как приливную дельту. Река Тальянто в Италии является примером плетёной реки с гравийным руслом. Река Пиаве, также в Италии, представляет собой пример реки, переходящей от плетёного типа к извилистому из-за антропогенного воздействия. Река Ваймакарири в Новой Зеландии является примером плетёной реки с обширной поймой.
Braided rivers occur in many environments, but are most common in wide valleys associated with mountainous regions or their piedmonts or in areas of coarse grained sediments and limited growth of vegetation near the river banks. They are also found on fluvial (stream dominated) alluvial fans. Extensive braided river systems are found in Alaska, Canada, New Zealand's South Island, and the Himalayas, which all contain young, rapidly eroding mountains. The enormous Brahmaputra river in Northeastern India is a classic example of a braided river. A notable example of a large braided stream in the contiguous United States is the Platte River in central and western Nebraska. Platte type braided rivers are characterized by abundant linguoid (tonguelike) bar and dune deposits. The Scott River of southern Alaska is the type for braided glacial outwash rivers characterized by longitudinal gravel bars and by sand lenses deposited in scours from times of high water. The Sewanee Conglomerate, a Pennsylvanian coarse sandstone and conglomerate unit present on the Cumberland Plateau near the University of the South, may have been deposited by an ancient braided and meandering river that once existed in the eastern United States. Others have interpreted the depositional environment for this unit as a tidal delta. The Tagliamento of Italy is an example of a gravel bed braided river. The Piave, also in Italy, is an example of a river that is transitioning from braided to meandering due to human interventions. The Waimakariri River of New Zealand is an example of a braided river with an extensive floodplain.