Введение
Турбулентная и аэрированная вода.
Белая вода образуется в условиях порогов, особенно когда уклон реки меняется настолько, что возникает сильная турбулентность, в результате которой воздух захватывается водой. Это формирует неустойчивое течение, которое пенится, придавая воде непрозрачный белый вид. Термин "белая вода" также имеет более широкое значение и применяется к любой реке или ручью, содержащему значительное количество порогов. Этот термин также используется как прилагательное для описания сплавов по таким рекам, например, сплав на каноэ по бурной воде или сплав на байдарке по бурной воде.
Быстрые реки
Четыре фактора, по отдельности или в комбинации, могут создавать пороги: уклон, сужение, преграда и расход воды. Уклон, сужение и преграда – это факторы, определяемые рельефом русла, и они относительно постоянны. Расход воды зависит как от сезонных изменений в количестве осадков и таяния снега, так и от скорости сброса воды на плотинах выше по течению.
Топография русла
Топография русла реки является основным фактором образования порогов и, как правило, остаётся неизменной со временем. Увеличение расхода воды, например, во время паводка или сезона обильных дождей, может привести к необратимым изменениям русла реки путём перемещения камней и валунов, отложения аллювия или образования новых русел для потока воды.
Градиент
Градиент реки — это изменение высоты на единицу длины её русла. Эта разница высот определяет уклон реки и в значительной степени её скорость течения. Небольшие градиенты формируют спокойные, медленные реки, а большие — бурные потоки.
Сжатие
Сужения могут формировать порог, когда течение реки направляется в более узкий канал. Это давление заставляет воду течь быстрее и реагировать на изменения в русле реки (камни, перекаты и т.д.).
Препятствие
Валун или выступ посреди реки или у ее берега может преграждать течение, а также создавать "подушку" – участок, где вода течет вверх по течению от препятствия, "перекат" (над валуном) и "гидравлические явления" или "воронки", где река течет обратно на себя, возможно, под водопад, что часто приводит к опасным последствиям для тех, кто в них попадает. (Воронки, или гидравлические явления, получили такое название, потому что их пенистая, насыщенная воздухом вода обладает меньшей плавучестью и может ощущаться как настоящая дыра в поверхности реки.) Если течение проходит мимо препятствия, за ним может образоваться обратный поток; хотя обратные потоки обычно являются укрытыми зонами, где можно остановиться для отдыха, осмотра или выхода из основного течения, они могут быть кружащимися и напоминать водоворот. Как и в случае с гидравлическими явлениями (которые тянут вниз, а не в сторону и по сути являются обратными потоками, повернутыми на 90°), сила обратных потоков возрастает с увеличением скорости течения. В крупных реках с быстрым течением рядом с препятствиями могут возникать "стенки обратных потоков". Стенка обратного потока образуется, когда уровень воды в реке значительно выше уровня воды в обратном потоке за препятствием. Это может затруднить возвращение в реку для лодочника, остановившегося в этом конкретном обратном потоке, из-за водяной стены, которая может достигать нескольких футов в высоту в точке, где обратный поток встречается с основным течением.
Скорость потока
Заметное увеличение или уменьшение потока может создать быстрый поток, "вымыть" порог (уменьшить опасность) или сделать безопасный проход через ранее судоходные пороги более трудным или невозможным. Скорость потока измеряется в объеме в единицу времени. Скорость течения может быть выше в разных частях реки, например, при наличии подводного течения.
Особенности, обнаруженные в белой воде
На любом пороге множество различных элементов может образоваться в результате взаимодействия между формой дна реки и скоростью течения воды.
Стрингеры или сифы
Стрины (или зацепы) образуются, когда объект преграждает путь крупным предметам, но пропускает воду, подобно крупному дуршлагу или ситу. Эти объекты могут быть очень опасными, так как сила потока воды прижимает предмет или тело к зацепу, а затем напор воды накапливается, уталкивая его под воду. Человеку, оказавшемуся в таком положении, выбраться будет сложно или невозможно, что часто приводит к смертельному исходу. Стрины формируются из множества природных или искусственных объектов, таких как ливневые решетки над туннелями, поваленные в реку деревья ("заторы”), кустарник по берегам реки, затапливаемый при половодье, проволочный забор, арматура из разрушенных бетонных конструкций в воде или другой мусор. В природе стрины чаще всего возникают на внешних поворотах рек, где течение подмывает берег, обнажая корни деревьев и приводя к их падению в воду и образованию зацепа. В экстренной ситуации лучше попытаться забраться на зацеп, чтобы избежать прижатия к нему под водой. В реке рекомендуется энергично отплывать от зацепа в сторону основного русла. Если избежать столкновения с зацепом невозможно, следует плыть к нему и стараться максимально вынести и перебросить тело через препятствие.
Смеи
Смеи – это деревья, упавшие в реку или сильно нависшие над ней, но все еще укорененные на берегу и не полностью затопленные. Их стволы и ветви могут создавать затор в реке, подобный ситам. Поскольку это препятствие сверху, оно часто не формирует пороги, но может вызывать турбулентность. В быстром течении смеи могут представлять серьезную опасность для сплавщиков.
Отверстия
Отверстия, или "гидравлики" (также известные как "стопперы" или "соус-отверстия" (см. также "подушки")) образуются, когда вода переливается через верхнюю часть погруженного объекта или подводных уступов, заставляя поверхностные потоки течь обратно вверх по течению к этому объекту. Отверстия могут быть особенно опасными – лодка или судно может застрять под поверхностью в циркулирующем потоке, – или же представлять собой интересные места для игр, где гребцы используют особенности отверстий для выполнения различных трюков. При большом объеме водного потока отверстия могут незаметно насыщать воду воздухом, достаточно, чтобы судно провалилось сквозь аэрированную воду на дно глубокого "отверстия". Наиболее опасные типы отверстий образуются у низководных плотин (перекатов) и подобных препятствий. В низководной плотине "отверстие" имеет очень широкую, однородную структуру без точек выхода, а боковые стороны гидравлики (концы плотины) часто заблокированы искусственной стеной, что затрудняет обход или соскальзывание с бока гидравлики, где обходной поток воды становится нормальным (ламинарным). По аналогии (если представить ситуацию вверх ногами), это похоже на серфера, выходящего из трубы, где волна больше не разбивается. Низководные плотины коварно опасны, поскольку их опасность не всегда очевидна для тех, кто не изучал порожистые воды. (Даже "эксперты" погибали в них.) Плавучий мусор (деревья, каяки и т.д.) часто оказывается в ловушке в этих "измельчителях" обратного потока на несколько недель.
Волны
Волны формируются аналогичным образом, как и гидравлические явления, и иногда также рассматриваются как разновидность гидравлики. Волны характеризуются большой, гладкой водной поверхностью, движущейся вниз по течению. За особенно крупной волной иногда следует "волновой поезд" – длинная серия волн. Эти стоячие волны могут быть гладкими, а более крупные – обрушивающимися (также называемыми "гребнями" или "сеновалами"). Из-за неровного и случайного рельефа русла реки волны часто не перпендикулярны течению. Это представляет сложность для лодочников, так как сильная боковая или диагональная волна (также называемая "поперечной") может сбить лодку с курса при боковом или под углом ударе. Самый безопасный маневр для рафтера, приближающегося к поперечной волне, – это "выровняться" или повернуть лодку так, чтобы она встретила волну вдоль своей самой длинной оси, снижая риск переворота или опрокидывания. Это часто противоречит интуиции, поскольку требует поворота лодки таким образом, чтобы она больше не была параллельна течению. В гидродинамике волны классифицируются как ламинарные, однако в мире бурной воды к волнам также относят волны с турбулентностью ("обрушивающиеся волны").
Подушки
Подушки формируются, когда мощный поток воды наталкивается на крупное препятствие, заставляя воду "накапливаться" или "вскипать" у его основания. Подушки обычно указывают на отсутствие подмыва у скалы. Подушки также называют "волнами давления".
Вихри
Вихри образуются, подобно гидравлическим явлениям, с подветренной стороны препятствия. В отличие от гидравлических ям, которые закручиваются вертикально в толще воды, вихри вращаются вокруг горизонтальной оси. Как правило, это спокойные участки, где нисходящее течение воды замедляется или полностью останавливается – место для отдыха или продвижения вверх по течению. Однако в очень мощном потоке вихри могут иметь сильные, вращающиеся течения, которые захватывают или даже переворачивают лодки, и выбраться из которых может быть крайне сложно.
Линии Эдди
Находясь между воронкой и основным течением, вихревая линия – это кружащийся шов зелёной и иногда белой воды. Размеры вихревых линий варьируются в зависимости от размера водного столба, уклона участка реки и препятствия, создающего воронку. Часто содержащая кипящие водовороты и вихри, вихревая линия может вращаться и неожиданно захватывать ваше судно, но при правильном использовании она может стать очень интересным местом для игры. Байдарки полного и половинного объема позволяют выполнять трюки, такие как задний сквирт и колесо, но никто не использует вихревые линии так мастерски, как каякеры-спринтеры (ссылка на вики-страницу о спринт-каякинге), которые используют крутящуюся воду и пересекающиеся течения, чтобы «танцевать» под поверхностью реки.
Подкопные породы
Подкопленные скалы изнашиваются под поверхностью реки или представляют собой рыхлые валуны, нависающие над руслом реки. Они могут быть крайне опасными элементами порога, так как человек может оказаться зажатым под ними под водой. Это особенно верно для скал, подмытых со стороны течения. В этом месте сплавитель может застрять под скалой. Многие трагические случаи на бурной воде произошли именно таким образом. Подмытые скалы иногда имеют "подушки", но часто вода просто плавно обтекает их снизу, что может свидетельствовать о подмытости. Подмытые скалы чаще встречаются в реках, где русло прорезает осадочные породы, такие как известняк, а не магматические, например, гранит. В крутом каньоне боковые стенки каньона также могут быть подмыты. Особенно печально известна скала Димпл-Рок, расположенная в пороге Димпл-Рапид на реке Нижний Югиогени – очень популярном месте для рафтинга и каякинга в Пенсильвании. Из примерно девяти человек, погибших в Димпл-Рок или рядом с ним, включая трех в 2000 году, несколько смертей произошли в результате того, что людей унесло под скалу, где они оказались зажатыми.
Сита
Еще одна важная особенность бурной воды – это сито, представляющее собой узкое, пустое пространство, через которое вода протекает между двумя преградами, как правило, камнями. Подобно воронкам, вода с силой проталкивается сквозь сито, что увеличивает скорость потока, поднимает воду вверх и создает турбулентность.
Беловодное судно
Люди используют различные типы судов для прохождения по бурной воде, желательно с изяществом и контролем. Вот краткий список:
Каяки для сплава по бурной воде отличаются от морских и рекреационных каяков тем, что лучше приспособлены к движению воды. Они часто короче и маневреннее морских каяков и специально разработаны для работы с водой, стекающей на палубу. Большинство каяков для бурной воды сейчас изготавливаются из пластика, хотя некоторые гребцы (особенно гонщики и "сквирт-ботеры") используют каяки из композитных материалов на основе стекловолокна. Каяки для бурной воды достаточно устойчивы в неспокойной воде, когда гребец умело ими управляет; в случае переворота опытный гребец может легко вернуть их в вертикальное положение. Этот важный навык в каякинге по бурной воде называется "эскимосский переворот" или просто "переворот". Каяки гребут в низком сидячем положении (ноги вытянуты вперед) с двухлопастным веслом. См. Каякинг по бурной воде. Рафты также часто используются как суда для бурной воды; они более устойчивы, чем обычные каяки, но менее маневренны. Рафты могут перевозить большие грузы, поэтому их часто используют для экспедиций. Типичные рафты для бурной воды – это надувные лодки, изготовленные из высокопрочной ткани с покрытием из ПВХ, уретана, неопрена или гипалона; см. Рафтинг. Хотя большинство рафтов – это большие многоместные суда, самые маленькие рафты – одноместные суда для бурной воды, см. Packraft. Рафты иногда имеют надувной пол с отверстиями по краям, которые позволяют воде, попавшей в лодку, легко стекать в сторону и наружу (обычно их называют "самоотливными", поскольку пассажирам не нужно вычерпывать воду ведрами). Другие имеют простой тканевый пол, без возможности для выхода воды, их называют "ведерными лодками", как из-за их склонности удерживать воду, как ведро, так и потому, что единственный способ вытащить воду из них – это вычерпывать ее ведрами. Катарафты изготавливаются из тех же материалов, что и рафты. На них можно грести или управлять веслами. Типичные катарафты состоят из двух надувных понтонов по обеим сторонам судна, соединенных рамой. Катарафты с веслами имеют пассажиров, сидящих на сиденьях, установленных на раме. Практически все катарафты с веслами управляются капитаном, а пассажиры не несут прямой ответственности. Катарафты бывают разных размеров; многие из них меньше и маневреннее, чем обычный рафт. Каноэ часто изготавливаются из стекловолокна, кевлара, пластика или их комбинации для прочности и долговечности. Они могут иметь брызгозащитный экран, похожий на каяк, или быть "открытыми", похожими на обычное каноэ. Этот тип каноэ обычно называют просто "открытой лодкой". Каноэ для бурной воды гребут в низком положении на коленях с однолопастным веслом. Открытые каноэ для бурной воды часто имеют большие воздушные мешки и в некоторых случаях пену, обычно этиловую пену плотностью 2 фунта, прочно прикрепленную к бокам, чтобы вытеснять воду в лодке при затоплении большими волнами и воронками, и позволять воде выливаться из лодки, находясь еще в реке, опрокидывая ее на бок с помощью пены и мешков. Как и каяки, каноэ для бурной воды можно выпрямить после опрокидывания с помощью эскимосского переворота, но для этого требуется больше мастерства в каноэ. C1 по конструкции похожи на каяки для бурной воды, но на них гребут в низком положении на коленях. Они используют однолопастное весло, обычно немного короче, чем в более традиционном каноэ. У них есть брызгозащитный экран, по сути, того же типа, что и в каякинге. Как и каяки, C1 можно выпрямить после опрокидывания с помощью эскимосского переворота. Дори реки Маккензи (или "дрейф-лодка" по мнению некоторых) – это более традиционная "жесткобокая" лодка. Конструкция характеризуется широким плоским дном, раздутыми бортами, узким плоским носом, заостренной кормой и экстремальным рокером в носовой и кормовой частях, позволяющим лодке вращаться вокруг своей оси для облегчения маневрирования в порогах. Речные жуки – это маленькие одноместные надувные суда, в которых ноги человека торчат из одного конца. Речное баггинг выполняется ногами вперед без весла. Creature Craft – это вершина судов для бурной воды, с конструкцией каркаса безопасности, которая защищает пассажиров в случае любого переворота. Вы можете увидеть этих существ, дрейфующих вниз по рекам, таким как Гоули, ожидая, когда их перевернут и выпрямят другие энтузиасты, наслаждающиеся рекой. Whitewater SUP (Stand Up Paddle Boarding), аналогичный традиционному гребле стоя на плоской воде, whitewater SUPing включает в себя использование доски для гребли стоя, чтобы проходить по бурной воде. Доски обычно специально разработаны для использования в бурной воде, и используется больше средств безопасности, чем на плоской воде.
Безопасность
Сплав по горным рекам – популярный вид активного отдыха, но сопряжённый с опасностью. Быстрое течение всегда несёт в себе риск получения травм или смерти от утопления или удара о препятствия. В США ежегодно в результате несчастных случаев на бурной воде погибает около 50 человек. Опасности можно уменьшить (но не устранить полностью) благодаря обучению, опыту, предварительной разведке, использованию средств безопасности (таких как спасательные жилеты, шлемы, буксировочные верёвки) и привлечению других людей в качестве страхующих. Предварительное изучение порогов перед спуском имеет решающее значение для ознакомления с рекой и прогнозирования трудностей. Это особенно важно во время паводков, когда значительно возросший расход воды кардинально меняет привычные условия.