Известия РАН. Серия географическая, 2023, T. 87, № 2, стр. 234-249

Структурные уровни русловой сети

Дискретность русловых процессов, как и условия их развития, определяется ведущими основными факторами – стоком воды и стоком наносов. Однако последний во многом сам является производной взаимодействия потока и русла, результатом размыва потоком грунтов, слагающих берега и ложе реки. При этом особенности взаимодействия и проявления русловых процессов зависят от размеров (водоносности) рек, величина которых, в свою очередь, является причиной направленных изменений морфометрических характеристик их русел. По мере увеличения стока вниз по течению развитие получают все более морфологически сложные формы русла. Поэтому дискретность русловых процессов, количество и формы структурных уровней развития, соотношения и взаимосвязь между ними связаны с размерами (водностью) водных потоков и, следовательно, неодинаковы на разных реках (рис. 1). На это накладывается сток наносов и его соотношение с транспортирующей способностью потоков: W_{R + G} > W_тр или W_{R + G} < W_тр (здесь W_{R + G} – сток взвешенных R и влекомых G наносов, W_тр – транспортирующая способность потоков), свободные или ограниченные условия развития русловых деформаций, горный, полугорный или равнинный тип русловых процессов, устойчивость русел и влияние других факторов, по разному проявляющихся в различных природных условиях.

Рис. 1.

Структура русловой системы и параметры речных русел.

Русла постоянных водотоков в овражно-балочной сети (ручьев в общепринятой терминологии) и ручьев (самых малых рек 1–2 порядков), практически лишенных наносов, являются врезанными и пассивно приспособленными к литогенной основе, определяясь составом и свойствами слагающих ее грунтов. Но уже русла малых, транспортирующих достаточное для развития русловых форм наносов, являясь широкопойменными, меандрируют, образуя очень крутые, морфологически очень сложные излучины в условиях соизмеримости (в пределах до 1 : 10) ширины b_р и глубины h потока. При этом к малым рекам относятся имеющие порядок N (по системе А. Шайдеггера в модификации Н.И. Алексеевского (1998) до 8–9, определяемой по первому перегибу кривой зависимости b_р/h = f(N) (Пахомова, 2021). Для врезанных русел малых рек формирование морфодинамического их типа зависит от геолого-геоморфологического строения бассейна и долины, создающих ограниченные условия для развития русловых деформаций.

На средних реках широкопойменные русла также меандрируют, но т.к. “интенсивность поперечной циркуляции растет с кривизной русла (т.е. обратно радиусу закругления потока), становится ясным, что чем больше водоносность (а значит и ширина) реки, тем развитие в ней меандров идет слабее” (Великанов, 1958, с. 31). К этому следует добавить, что винтообразная поперечная циркуляция в извилистом русле наблюдается при b_р/h < 20, заменяясь при больших значениях лишь отклонением донных струй в направлении поперечного уклона, т.е. к выпуклому берегу. Отсюда, чем больше река, тем слабее ее меандрирование и положе изгибы русла. Уже на больших и крупнейших реках [по И.Ф. Карасеву (1975) $\frac{{{{b}_{{\text{р}}}}}}{h}\sqrt {\lambda ~} > 9.5;$ здесь $\lambda = \frac{{2g}}{{{{C}^{2}}}}$ ‒ коэффициент гидравлических сопротивлений, С – коэффициент Шези] поток разбивается на несколько ветвей течения, что обусловливает при достаточном стоке наносов формирование разветвленных русел. Одновременно с увеличением размеров реки происходит сокращение соотношения В_д/b_р от 300–400 на малых реках до 3–4 на крупнейших (Маккавеев, 1955; Чернов, 1983), что является определенным условием для развития как излучин русла, так и разветвлений разного типа. На крупнейших реках (Нижняя Обь, Нижняя Волга и др.) В_д/b_р иногда намного превышает 10 (на Нижней Оби в районе впадения в нее Северной Сосьвы В_д = 60 км при суммарной ширине рукавов раздвоенного русла до 3 км; на Нижней Лене, водность которой больше, чем на Оби, В_д/b_р ≈ 2.5). Границей между средними и большими реками (по модели А. Шайдеггера) по тем же перегибам кривых является N = 14–15; при N > 14–15 соотношение b_р/h резко возрастает даже при незначительном увеличении N, а сама зависимость b_р/h = f(N) приобретает линейный вид.

Во врезанных руслах больших и особенно крупнейших рек ограничивающий русловые деформации геолого-геоморфологический фактор является ведущим в их развитии. Здесь имеет место преимущественное формирование прямолинейного неразветвленного русла, структурных врезанных излучин и русловых разветвлений.

На горных реках преобладают врезанные русла порожисто-водопадные и с неразвитыми аллювиальными формами – относительно прямолинейные, с развитыми аллювиальными формами и полугорные – врезанные излучины. Во внутригорных котловинах, троговых долинах в приледниковых зонах и при выходе рек в предгорья наиболее характерны разветвленные осередкового типа, образующие в межень многочисленные протоки среди обширных аллювиальных полей, занимающих все днище долин. Эти закономерные соотношения нарушаются под воздействием селевых потоков, проходящих по руслам горных малых рек или выходящих из притоков в крупные горные реки, а также на реках со скальным руслом.

Структурные уровни развития русел разного типа и их взаимосвязи

Рассмотренные особенности преимущественного распространения русел основных морфодинамических типов на малых, в том числе самых малых – ручьях, средних, больших и крупнейших реках определяют условия развития структурных уровней разветвленности, извилистости и прямолинейности русел рек. В результате формируются вторичные русловые образования в рукавах, на излучинах и прямолинейных участках, относящиеся к уровням более высокого ранга, а также осложняющие излучины или рукава русловых разветвлений. Важнейшими факторами формирования тех или иных структурных уровней являются ширина днища долины реки и соотношение В_д/b_р, прохождение руслоформирующего расхода воды при затопленной пойме или в ее бровках, соответствие параметров форм русел водности рек и стоку наносов, направленность общих вертикальных русловых деформаций (врезание рек или направленная аккумуляция наносов, устойчивость русла и интенсивность их переформирований (горизонтальные русловые деформации)). Они определяют как формирование русла и его морфодинамическое разнообразие, так и вероятность развития форм русел.

В табл. 1 представлены основные структурные уровни формирования разветвлений (Чалов Р.С., Чалов С.Р., 2020), меандрирования и формирования относительно прямолинейных, неразветвленных русел. Самый низкий структурный уровень представлен точечными разветвлениями, излучинами динамической оси потока как следствие неустойчивости прямолинейного движения потока, которые не находят отражение в форме самого русла. Для прямолинейных русел в первом приближенном к этому уровню отнесены случайно возникающие короткие прямолинейные отрезки потока, развивающиеся в извилины динамической оси потока или ветви течения при $\frac{{{{b}_{{\text{р}}}}}}{h}\sqrt {\lambda ~} $ > 9.5.

Осередковые разветвления вместе с извилинами потока, огибающими побочни (побочневое русло), соответствуют развитию макроформ руслового рельефа. Прямолинейные отрезки возникают в плесовых лощинах напротив побочней или в протоках возле осередков, образующих обычно пологие излучины меженного русла, вогнутость которых друг по отношению к другу имеет зеркальное отражение. Русловые (островные) разветвления, излучины русла и прямолинейные участки, образующие “вставки” между смежными излучинами (особенно на синусоидальных излучинах), звеньями сопряженных разветвлений или соседними разветвлениями любого типа, где поток собирается в едином неразветвленном русле, составляют основной структурный уровень развития форм самого русла. Он определяет его морфологический облик и режим горизонтальных русловых деформаций.

Таким образом, выделяются три уровня русловых процессов. Первые два соответствуют меженному руслу и связаны с рельефом русла. Третий уровень образует формы самого русла, его морфодинамический тип. Более высокие уровни – пойменно-русловые разветвления и раздвоенное русло на многорукавных реках, сложные петлеобразные и большие излучины и излучины пояса меандрирования, свойственны только рекам с широкопойменным руслом. Прямолинейное неразветвленное русло встречается редко как в свободных (широкопойменное русло), так и в ограниченных (врезанное русло) условиях развития русловых деформаций. Оно преобладает во врезанных и адаптированных руслах, у которых, соответственно, В_п < b_р или ширина поймы В_п не превышает 2–3b_р.

При прочих равных условиях количество структурных уровней, как и форм русел разного типа, зависит от размеров реки и ширины днища (пойма + русло) долины. Во врезанном русле оно всегда минимально, в широкопойменном – максимально, причем любые формы русла (излучины, разветвления, прямолинейные отрезки) осложняются формами второго или третьего порядков, создавая очень сложную морфологическую структуру русла. Во всех случаях наибольшей иерархической сложностью и разнообразием отличаются разветвления, самой простой – прямолинейные неразветвленные русел. Точечные разветвления создают морфодинамический тип русла только на горных реках. Во всех других руслах они либо единичны (на малых реках), либо проявляется только в периферических отмелых их зонах. Полный набор структурных уровней разветвлений встречается на широкопойменных реках, а излучин – также на широкопойменных, но ограничивается большими реками. Крупнейшим рекам меандрирование вообще не свойственно, развиваясь только в рукавах раздвоенных русел и пойменно-русловых разветвлений. В русловых (островных) разветвлениях излучины, как правило, представляют собой единичные формы рукавов, огибающих острова, соответствующие шпорам излучин.

Каждому структурному уровню присущи свои гидравлическая структура потока, формы проявления, соотношения с другими типами русла и уровнями их развития, значимость в общей системе русловых деформаций, стоке руслообразующих наносов и, в конечном счете, в русловом режиме реки.

Основными структурными уровнями разветвлений являются точечные, осередковые, русловые (островные), пойменно-русловые и раздвоенные русла. Точечные разветвления (Алексеевский, 2009; Алексеевский, Чалов, 2009; Чалов, 2007) характерны для горных рек с порожисто-водопадным руслом или руслом с неразвитыми аллювиальными формами и для малых равнинных реках с галечно-валунным руслом, у которых размеры валунов и глыб d_макс превышает глубину потока в межень, и они разделяют поток на ветви течения. На средних и больших галечно-валунных реках они встречаются только в периферических частях русел, на мелководьях. К этой же категории относятся локальные выступы скал в русле, но, в отличие от образованных валунами и глыбами, отличающиеся постоянством своего положения и неизменностью форм, если только возле них не происходит аккумуляции наносов. На отмелых частях песчаных русел точечные разветвления возникают при спаде уровней, возникая при частичном обсыхании ультрамикро- и микроформ грядового рельефа, полностью перестраиваются потоком при их новом затоплении. Точечные разветвления существует только в межень и исчезают в высокую воду и меняют свое положение при смещении глыб и валунов, ультрамикро- и микроформ руслового рельефа (Chalov and Alexeevsky, 2015).

Осередковые разветвления (рис. 2а) являются меженными образованиями, будучи связанными с обсыханием в межень повышенных частей гряд – мезо- и макроформ руслового рельефа. В многоводную фазу водного режима они оказываются под воздействием потока, перемещаются, деформируются, изменяют свою конфигурацию и перестают разделять поток на ветви течения. Осередки, образующиеся в процессе переформирований перекатов, существуют в течение ряда лет. Условием окончания их развития является причленение к берегу. Нередко осередки приурочены к местным расширениям русла и их положение стабильно. При слабом затоплении они обеспечивают разделение потока на ветви течения, а из-за снижения скорости потока над ними на их поверхности аккумулируются тонкие наносы, служащие субстратом для развития растительности, что способствует росту осередков в высоту (Mar-tynov, 2020). Со временем в таких или подобных условиях осередки превращаются в элементарные острова, которые уже разделяют поток во все фазы водного режима – и в межень, и в половодье. Таким образом, возникает основной уровень русловых (островных) разветвлений. По мере эволюции и переформирований островов и рукавов на этом уровне возникают одиночные, сопряженные, параллельно-рукавные и прибрежные русловые (островные) разветвления (рис. 2б).

Рис. 2.

Структурные уровни разветвлений речных русел: (а) осередковое (р. Иртыш); (б) русловое (островное) (р. Лена); (в-1) – пойменное-русловое на меандрирующей реке (р. Обь); (в-2) – то же на реке с разветвленным руслом (р. Киренга); (г) раздвоенное русло (р. Обь).

Для островов, от элементарных до больших, представляющих собой объединение нескольких (до 5–8) элементарных, характерным является соотношение их длины к максимальной ширине L_o/В_о = 3–4 и каплевидная форма в плане, соответствующая минимуму гидравлических сопротивлений (Тарбеева, 2004; Baker, 1977; Komar, 1983). При определенных условиях и нарушении этого соотношения острова приобретают веретенообразную (удлиненную) или овальную форму.

Пойменно-русловые разветвления (рис. 2в-1, 2в-2) отличаются от русловых (островных) соизмеримостью водности рукавов (не менее 20%) и размерами разделяющих их островных массивов. Каждый рукав, в свою очередь, образует несколько (до 3–5) излучин или разветвлений, представляющих по отношению к ним формы 2-го порядка, или, наряду с ними, протяженные прямолинейные участки. В большинстве случаев пойменно-русловые разветвления приурочены к местам, где реки перемещаются в пределах широкого днища долины от одного ее борта к другому, пересекая пойму по диагонали. Такие разветвления распространены на Средней Оби (между устьями Томи и Ваха, где их насчитывается 13), Вычегде, Киренге. Подобно тому как русла их рукавов формируют излучины и русловые разветвления, пойменно-русловые разветвления образуются в рукавах раздвоенных русел (Нижняя Обь) и в пределах излучин поясов меандрирование на извилистых реках (Ока, Вычегда). Иногда они формируются при слиянии больших рек (например, Оби и Томи, Амура и Буреи) и вследствие внутрипойменных перехватов пойменных ответвлений основным руслом реки при размыве пойменного перешейка между ними (Енисей в Минусинской котловине, Малая Обь – левый рукав раздвоенного русла Нижней Оби). Между рукавами пойменно-русловых разветвлений расположены островные массивы иногда очень сложной конфигурации; соотношение их длины и ширины L_o/В_о$ \gg $ 3–4, причем В_о по длине острова несколько раз изменяется, как в ту, так и другую сторону.

Раздвоенное русло (рис. 2г) – верхний уровень разветвленности, характеризующийся разделением реки на два самостоятельных рукава, проходящих вдоль или вблизи противоположных бортов долины, равноценные по водности – не менее 1 : 3 в узле раздвоения (Малая и Горная-Большая Обь, разветвления Нижнего Амура, Днестр и протока Турунчук) или различающихся на порядок величины (Волга и Ахтуба). Рукава имеют собственный водосбор, водный и русловой режимы и отличаются большой протяженностью, в сотни раз превышающую ширину русел. Будучи характерными для больших и крупнейших рек, они иногда встречаются на средних реках – Чарыше (Смирнова, 2002), Тууле (река в Монголии, приток Орхона). Пойменные массивы между рукавами больших и крупнейших рек (Средняя и Нижняя Обь, Нижняя Волга) расчленены многочисленными протоками (пойменной много-рукавностью). На Днестре, Чарыше и Тууле, реках, на которых руслоформирующий расход воды Q_ф проходит в пойменных бровках, они представляют единые консолидированные массивы. Условием формирования раздвоенных русел является аномально большая ширина поймы (В_п$ \gg $ 10b_р) и прохождение Q_ф при ее длительном и глубоком затоплении, что соответствует одновременному развитию пойменных ответвлений. Пойменные массивы между рукавами раздвоенных русел можно называть межрукавьями (Смирнова, 2002), следуя за местным на Нижней Оби термином Межобье, обозначающим пространство шириной до 60 км между Малой и Горной-Большой Обью.

Структурные уровни развития процессов меандрирования (рис. 3), соответствующие по значимости уровням разветвлений, наиболее четко выражены у побочневых и извилистых (меандрирующих) русел. Более низкий уровень – извилистость динамической оси потока (аналог точечных разветвлений) – постоянно и быстро меняет свое положение и не проявляется в форме русла. Она представляет собой форму меандрирования потока, аналогичную извилистости морских течений, струйных течений в атмосфере и т.д. Их закрепление может произойти в случае накопления наносов с выпуклой стороны излучины, что приводит к трансформации извилистости потока в извилистость русла. При наличии необходимого объема перемещаемых потоком наносов первичное их скопление превращается в побочень, и со временем все русло становится побочневым (см. рис. 3а). В нем побочни располагаются в шахматном порядке, а русло образует извилины. Процесс образования побочневого русла изучался в лабораторных условиях (Кудряшов, 1959; Шарашкина, 1959). При повышении уровней воды (увеличении стока во время половодья или паводка) побочни оказываются под водой, а извилистость потока (подобно осередковой разветвленности) перестает существовать. Побочни, как грядовые формы рельефа русла или их части, смещаются, изменяя свое положение на реке. Такое смещение побочней в относительно прямолинейном и слабоизвилистом русле было детально описано на Вычегде (Чалов, 1963) и на Пинеге (Жила, 1978). В классификации ГГИ (Кондратьев, 1982) выделен побочневый тип русловых процессов.

Рис. 3.

Структурные уровни меандрирования русел рек: (а) побочневое русло (р. Вычегда); (б-1) свободные излучины (р. Обь); (б-2) врезанные излучины (Верхняя Лена); (в-1) сложные петлеобразные излучины (р. Иртыш); (в-2) большие излучины (р. Иртыш); (г ) излучина пояса меандрирования (р. Камчатка).

Закрепление побочней растительностью сопровождается накоплением на них, как и на зарастающих осередках, тонких наносов, повышением их отметок и превращением в пойменную шпору (сегмент) излучины. Это соответствует развитию излучин русла как наиболее распространенного морфодинамического типа широкопойменных русел (см. рис. 3б-1), а в условиях ограниченного развития русловых деформаций при интенсивном врезании реки – врезанных излучин (см. рис. 3б-2). Излучины формируются в рукавах пойменно-русловых разветвлений и раздвоенного русла, пойменных протоках (ответвлениях), в русловых разветвлениях практически любых морфодинамических типов.

Таким образом, меандрирование русел представляет собой всеобщий процесс, развивающийся на реках любого морфодинамического типа, определяющего переформирование как извилистых русел (излучин), так и разветвлений (рис. 4) (Чалов, 2021).

Рис. 4.

Излучины рукавов сложного одиночного разветвления (а – р. Обь) и разветвление на излучине русла (б ‒ р. Иртыш).

Структурный уровень меандрирования, параллельный пойменно-русловым разветвлениям, представлен разными типами. Сложные петлеообразные излучины (см. рис. 3в-1) являются завершающим этапом эволюции крутых излучин (l/L > 1.7; здесь l и L – длина и шаг излучины). Происходит образование двух новых сегментных излучин на крыльях. Исходная излучина сохраняется лишь в ее привершинной части. В таком случае формируется заваленные излучины. В ряде случаев на одном из крыльев формируются русловые разветвления. Такие излучины оказываются вытянутыми в поперечном направлении по отношению к оси долины, и река в их пределах перемещается от одного ее борта к другому. Формирование петлеобразных излучин как результат эволюции излучин и превращение побочней в излучины русла – яркий пример континуальности меандрирования на разных структурных уровнях.

Большие излучины (см. рис. 3в-2) характерны тем, что их параметры (радиусы кривизны r и шаги L) существенно превосходят соответствующие величине стока рек, т.е. r (L) $ \gg $ r (L) = f(Q). Эти излучины имеют форму сегментных развитых (1.4 < l/L < 1.7) и, также как и петлеобразные и пойменно-русловые разветвления, обеспечивают перемещение русла от одного борта долины к другому (см. рис. 3в-2). Вероятно, их можно рассматривать иногда как макроизлучины, сформировавшиеся в другой гидроклиматической обстановке (Сидорчук и др., 2000; Sidorchuk, 2018) и являющиеся реликтовыми образованиями. Они характерны для Средней Вычегды, Нижнего Иртыша (ниже слияния с р. Тоболом), где наряду с развитыми здесь петлеобразными излучинами, при ширине поймы <10b_р образуют единичные формы, между которыми русло прямолинейное, чередующееся с вынужденными и адаптированными излучинами. Вниз по течению при расширении поймы до 15–20 км они замещаются типичным меандрирующим руслом, представленным сериями (до 5–7 единиц) сегментных развитых и крутых излучин, у которых r = f(Q). Большие излучины нередко встречаются в одном из рукавов пойменно-русловых разветвлений, образуя в нем один большой изгиб рукава. При этом на заходе в него и перед слиянием со вторым рукавом в нем формируются или одиночные русловые разветвления, или излучины, соответствующие его водности. Второй рукав, иногда более маловодный, меандрирует, образуя серию излучин (до 5–7), параметры которых соответствуют его водности. Такие соотношения больших излучин одного и “нормальныхˮ другого рукава встречаются в пойменно-русловых разветвлениях Средней Оби, рукавах раздвоенного русла Нижней Оби.

Самый высокий уровень меандрирования представлен излучинами пояса меандрирования (см. рис. 3г), которые образуют большие изгибы, в пределах которых река перемещается от одного борта очень широкой долины к другому. Возможно, что эти излучины пояса меандрирования в ряде случае являются реликтовыми макроизлучинами. При снижении водности реки они формируют серии излучин с параметрами, отвечающими современному стоку реки. Подобно условиям формирования раздвоенного русла, они развиваются при соотношении В_п/b_р$ \gg $ 10 и чем больше этот критерий, тем морфологически четче выражены излучины пояса меандрирования. Наиболее отчетливо они прослеживаются на средних реках (Верхняя Сухона) с широкопойменным руслом, но встречаются и на больших (Средняя Обь между устьями Томи и Ваха, Нижний Дон, Ока, Средняя и Верхняя Вычегда). Однако, вопросы формирования поясов меандрирования, к сожалению, до сих пор остаются вне сферы внимания исследователей.

Сложнее обстоит дело с выделением структурных уровней относительно прямолинейных неразветвленных русел (рис. 5). Неустойчивость прямолинейного движения потока определяет формирование прямолинейных русел при наличии внешних факторов, способствующих закреплению прямолинейности русла (Иванов, Чалов, 1991). Самый низкий уровень прямолинейности можно выделить лишь условно из-за эфемерности и кратковременности его существования, быстрой (текущей) трансформации в извилины или разветвления динамической оси потока. Следующие уровни соответствуют последовательно плесовым лощинам, прямолинейным вставкам на излучинах, прямолинейным участкам русла вдоль ведущих коренных берегов и прямолинейному неразветвленному руслу. Плесовые лощины характерны перекатным участкам в побочневом русле или прямолинейным протокам возле осередков. Прямолинейные вставки особенно часто встречаются на синусоидальных излучинах, а также на коротких участках между островами одиночных разветвлений (если они образуют морфологически однородные участки) или между звеньями сопряженных разветвлений. Само относительно прямолинейное русло может быть врезанное или адаптированное (т.е. с узкой поймой), встречаться в рукавах односторонних разветвлений, проходящих вдоль коренных ведущих берегов и имеющих большую протяженность. Очевидно, к этому же уровню относятся прямолинейные русла рек первых порядков, отличающиеся малым стоком наносов.

Рис. 5.

Структурные уровни прямолинейных неразветвленных русел: (а) плесовая лощина между смежными перекатами (р. Вычегда); (б-1) – вставка между смежными синусоидальными излучинами (р. Днестр); (б-2) то же между звеньями сопряженных разветвление (р. Обь); (в) прямолинейный участок вдоль пойменного берега между вынужденной и адаптированной излучинами (р. Иртыш); (г) плесовой участок (р. Северная Двина).

Взаимосвязи и взаимозависимость (континуальность) структурных уровней

Развитие русловых процессов и русел рек разного морфодинамического типа всех структурных уровней, при автономности условий их формирования, тесно взаимосвязаны. В зависимости от размеров рек, их водности и стока наносов имеет место сложное переплетение типов русла на разных уровнях. Так, рукава пойменно-русловых разветвлений и раздвоенных русел меандрируют; в сложных петлеобразных и больших излучинах русла возникают русловые (островные) разветвления; крылья крутых сегментных и синусоидальных излучин включают в себя прямолинейные “вставки” и одиночные разветвления и т.д. Развитие каждого более высокого уровня предполагает его формирование является наиболее ярким отражением континуальности (неразрывности) русловых процессов. Однако “чтобы понять надежность явления, мы должны вырвать их из всеобщей связи и рассматривать изолированноˮ (Энгельс, 1969, с. 218). Учет форм физической (гидромеханической) природы (взаимодействие наносонесущего потока с грунтами ложа реки) и естественных (географических) условий русловых процессов, позволяет выявить закономерности и механизмы развития, прогнозировать их эволюцию в процессе саморазвития, управлять процессами, обеспечивая их развитие в нужном для условий жизнедеятельности людей направлении. В этом проявляется диалектическое единство дискретности и континуальности русловых процессов.

На рис. 6 представлены соотношения и формы взаимосвязи между различными структурными уровнями развития разветвлений, меандрирования и формирования относительно прямолинейных неразветвленных русел. Толстыми стрелками (1 на рис. 6) показаны эволюционные ряды перехода от одного уровня к другому, в том числе диагональные, отражающие возможное преобразование меандрирующего русла в пойменно-русловое разветвление и далее в раздвоенное русло. Точечные разветвления при аккумуляции наносов возле отдельных выступов шероховатости (валунов, глыб, скал) превращаются в осередки; микроформы грядового рельефа располагаются на верховых склонах грядовых мезо- и макроформ руслового рельефа, в совокупности образующих осередки и побочни. Извилистость динамической оси потока, сопровождаясь накоплением наносов с внутренней стороны изгиба, превращается в побочневое русло. Осередки и побочни, закрепляясь растительностью и увеличиваясь по высоте, представляют собой основу формирования, соответственно, русловых (островных) разветвлений и излучин русла. Побочни в ходе русловых деформаций отторгаются от берегов, превращаясь в осередки; в свою очередь, осередки причленяются к берегам (при обмелении проток) и становится побочнями. Дальнейшее развитие (эволюция) русловых разветвлений приводит в широкопойменном русле к формированию пойменно-русловых разветвлений и, как квинтэссенция разветвленности – раздвоенных русел. Во врезанных руслах этого не происходит из-за ограниченных условий развития русловых деформации и направленного врезания рек (глубинной эрозии), сопровождающегося обмелением и отмиранием рукавов и сосредоточении потока в более многоводном вследствие его преимущественного из-за этого углубления. Они сохраняются только в русловых разветвлениях (например, во врезанном русле Ангары, Сухоны, Верхней Лены) при условии равнозначности водности рукавов и темпов их врезания.

Рис. 6.

Взаимосвязь между структурными уровнями русловых процессов. Разветвления: Т – точечное; О ‒ осередковое; Р(О) – русловое (островное); ПР ‒  пойменно-русловое; РР(Д) – раздвоенное русло (дельтовое). Меандрирование: ИДР – извилины динамической оси потока; П – побочневое русло; И – излучина; СП, БИ – сложные петлеобразные, большие излучины; ИПМ – излучины пояса меандрирования. Прямолинейное неразветвленное русло: ПЛощ – плесовые лощины; ПВ – прямолинейные вставки между формами русла; ПУ – прямолинейные участки; ППУ – протяженные плесовые (перекатные) участки. 1–3 – объяснениe в тексте.

На меандрирующих реках эволюция излучин приводит к формированию сложных петлеобразных форм, состоящих как минимум из трех (а по мере их развития и большего количества) сегментных излучин, что при дальнейшей эволюции может привести к формированию излучин поясов меандрирования. В отличие от разветвлений, сложные петлеобразные излучины встречаются и во врезанных руслах, образуя иногда замысловатые по форме петли. Они описаны И.С. Щукиным (1960) и Э. Мартонном (1945). При этом речь идет именно о врезанных излучинах, а не изгибах рек и речных долин типа Самарской луки на Волге, имеющих структурную геологическую природу. Эти петли, как и вообще врезанные излучины, характеризуются параметрами, существенно превышающими параметры свободных излучин при той же водности реки из-за бὸльшей величины удельного максимального расхода воды и отражения в их формах наибольшей водности реки за всю историю ее геологического развития.

На реках с широкопойменным руслом пойменно-русловые разветвления, раздвоенные русла и излучины поясов меандрирования могут иметь и иной генезис: внутрипойменные перехваты русел пойменными ответвлениями и притоками, меньшими по размерам, чем главная река [таковы низовья притоков Оби – Северной Сосьвы и Кети, малой р. Уени, превратившиеся в рукава или части рукавов раздвоенного русла (Чалов, 2020; Чалов и др., 2004)], реликты бывших дельтовых разветвлений в заливах эстуарного типа [Волго-Ахтубинское раздвоенное русло, Днестр–Турунчук (Чалов, 2021) и др.].

Эволюционная последовательность в развитии структурных уровней проявления русловых процессов не характерна для прямолинейных неразветвленных русел. Они представляют собой участки русла разной длины между морфологическими элементами перекатов (плесовые лощины в осередковом или побочневом русле), прямолинейные вставки между смежными излучинами, звеньями сопряженных разветвлений, островами одиночных разветвлений или протяженные плесовые (перекатные) участки широкопойменного русла, расположенные вдоль коренных берегов и врезанного русла, следующего вдоль геологических структур. Такое положение этого типа русла объясняется неустойчивостью прямолинейного движения потока и естественной трансформацией прямолинейных русел в извилистые или разветвленные. Для сохранения прямолинейности требуются особые факторы (наличие ведущего коренного берега и др.).

Проявление континуальности русловых процессов связано с всеобщностью процесса меандрирования, сказывающегося в образовании пологих излучин проток возле осередков, рукавов, огибающих острова, развитии излучин рукавов пойменно-русловых разветвлений и раздвоенных русел, в которых они составляют основной морфодинамический тип русел (Чалов, 2021). Оно также проявляется при образовании островов и развитии разветвлений на излучинах меандрирующего русла, на крыльях и в привершинных частях, при спрямлении излучин, достигших критических величин параметров (соотношение радиусов кривизны r и шириной русла b_р, степени развитости l/L т.д.). На рис. 6 эти соотношения показаны тонкими стрелками (2). Наконец, формирование пойменно-русловых разветвлений на меандрирующих реках, в основном средних и больших, при меандрировании их рукавов (пунктирная стрелка 2 на рис. 6 между меандрирующими руслами и пойменно-русловыми разветвлениями) также является примером континуальности. Обычно такие связи меандрирования и разветвлений встречаются на широкопойменных меандрирующих реках на участках, где река перемещается от одного борта долины к другому и имеет место несовпадение направлений меженного и половодного, затопившего пойму потоков (Средняя Обь, Вычегда).