Надлъжен наклон

на

водната

повърхност

Надлъжният профил на реката се характеризира с надлъжен профил на речната долина и надлъжен профил на водната повърхност.

Разликите във височините между кои да е две точки на водната повърхност по дължина на реката се нарича пад на реката.

Отношението между големината на пада (h) и дължината на дадения участък (l), се нарича наклон (i) на водната повърхност на реката.

i = h/l 

Падът на реката обикновено се изразява в сантиметри на

1 km, следователно наклонът на водната повърхност ще представлява безмерна величина и се изразява във вид на десетична дроб или промили.

Надлъжният наклон на водната повърхност е различен в различните участъци на реката.

Той зависи от надлъжния наклон на речната долина.

Обикновено наклонът на водната повърхност е най-голям в горното течение на реките и постепенно намалява в средното и долното течение.

За планинските реки са характерни неправилни стъпаловидни очертания на надлъжния наклон на водната повърхност: отделни участъци с малък наклон се редуват с участъци със стръмен пад, на които са разположени прагове и водопади.

Участъци със стръмен пад се срещат и на равнинните реки при пресичането на трудно размиваеми /или неразмиваеми/ коренни породи.

Така например, преди изграждането на хидротехническия комплекс “Железни врата” в участъка на “Катарактите”, където река Дунав пресича планинските вериги на Карпатите и Стара планина, наклонът на водната повърхност достигаше до 200 cm на 1 km.

Надлъжният профил на водната повърхност не остава постоянен в течение на годината.

Неговите очертания се изменят в зависимост от водността на реката.

При увеличаване на водността, наклонът при дълбоките участъци нараства, а при праговете намалява.

При намаляване на водните количества се наблюдава обратното съотношение между наклона на дълбоките участъци и праговете.

Това явление може да бъде обяснено по следния начин:

Да си представим, че в даден момент водното количество в реката е толкова малко, че водата напълва само отделните дълбоки места. В този момент надлъжният профил на реката ще има стъпаловиден характер в зависимост от особеностите на надлъжния профил на речното корито

/линия 1-1-1/.

При увеличаване на водните количества и повишаване на водните стоежи, водата ще започне да прелива през гребените на праговете, при което наклонът на дълбоките участъци ще бъде малък, а на праговете – повишен

/линия 2-2/.

При по-нататъшно увеличаване на водните количества и повишаване на водните стоежи различията в наклона на дълбоките участъци и праговете ще се заглаждат

/линия 3-3/ и ще изчезнат съвсем /линия 4-4/.

Постепенно влиянието на дълбоките участъци и праговете върху разпределението на наклона намалява, но започва да оказва влияние очертанието на коритото. При извитите 

/дълбоки/ участъци, движението на водата изпитва допълнително съпротивление, толква по-голямо, колкото по-голяма е скоростта на течението.

Това допълнително съпротивление предизвиква увеличаване на наклоните, а следователно и на скоростта на течението, за да може цялото водно количество да премине през напречното сечение на долината. На праговете /плитките участъци/ такова съпротивление няма. Затова наклоните там стават по-малки. По този начин при по-нататъшното повишаване на водните стоежи настъпва преразпределение на наклоните: при дълбоките участъци те стават по-големи, а на праговете – по-малки /профил 5-5/.

Надлъжният наклон на водната повърхност е важна характеристика на водния режим, поради това, че от неговата големина в значителна степен зависи скоростта на течението, която в различните участъци и по време на различните му фази /ВВ, СВ, НВ/.

Различната скорост на течението на реката през годината ще предизвикава от една страна различно съпротивление при движение на плавателните съдове, а от друга – ще обуславя коритообразуващите процеси в критичните за корабоплаването участъци /прагове и плитководия/.

Надлъжен профил

на реката

Надлъжният профил на реката представлява надлъжен вертикален разрез на речното корито по линията на най-големите дълбочини на водното течение.

Той характеризира изменението в наклона на дъното и е винаги начупена линия поради редуването на дълбоки и плитки участъци в коритото на реката.

Надлъжният профил на реката обикновено се нанася в различни вертикални и хоризонтални мащаби, понеже разликата във височините от извора до устието е много по-малка от дължината на реката.

Профилът на отделните реки има различен характер в зависимост от наклона на долината, характера на скалните породи и дъното на речното корито.

В равнинните райони, където реките са прокарали корито си в сравнително по-меки породи и са го оформили в течение на продължителен период от време, надлъжните профили имат вид на вдлъбната крива с повишение на наклона в горното течение и постепенно намаление надолу по течението.

Надлъжният профил на даден воден поток представлява резултат от взаимодействието на движещите се водни маси на реката и почвата /грунда – от англ. ground/, която образува коритото.

Водният поток на едни места размива коритото, а на други акумулира /натрупва/ наносите и по цялата си дължина пренася известно количество наноси в плаващо и влачено състояние.

В началния стадий на формирането си надлъжният профил на реката е недостатъчно обработен от потока и се отличава  с наличието на резки чупки.

Водата размива почвата и запълва неравностите на повърхността.

В този стадий развитието на надлъжния профил е най-интензивно.

С течение на времето потокът удълбочава коритото си и размива преградите, с което постепенно изравнява надлъжния профил.

Започва постепенно врязване и общо понижаване на повърхността на местността.

След продължителен период от време /хилядолетия/ надлъжният профил приема правилна вдлъбната форма, наречена профил на равновесието.

Това равновесие е, разбира се, съвсем условно и относително, тъй като в коритата на реките непрекъснато протичат процеси на ерозия и акумулация.

По- правилно е този профил да бъде наричан съвременен профил на равновесието.

В природата се среща значително разнообразие на надлъжни профили на реките, които се различават от правилната вдлъбната форма.

Влияние на

надлъжния наклон

върху колебанията

на нивото и скоростта

на течението

Надлъжният наклон на водната повърхност е различен в различните участъци на реката.

Като правило, в горното течение на реката наклонът на водната повърхност има по-големи стойности поради това, че и наклонът на речната долина е по-голям.

Надолу по течението на реката надлъжният наклон наклон на водната повърхност е с тенденция към постепенно намаляване независимо, че се редуват участъци с по-голям и по-малък наклон.

В непосредствена зависимост от надлъжният наклон на водната повърхност е и скоростта на течението в отделните участъци.

Ето защо горното течение на реките се характеризира със значителни скорости, които постепенно намаляват надолу по течението.

По тази причина постъпилите в коритото на реката водни количества повишават бързо нивото на реката /в редица случаи това повишение е от порядъка на 150-200 см, в някои случаи дори повече, за едно денонощие/.

Естествено, при това интензивно повишение на нивото на реката, наклонът на водната повърхност и скоростта на течението още повече се увеличават, което от своя страна допринася за по-бързото оттичане на водата.

В резултат на това през следващото денонощие е възможно понижение на нивото в коритото на реката от съшия порядък.

Годишните ходови линии на водните стоежи и водните количества на участъци, които се характеризират със значителен надлъжен наклон на водната повърхност, представляват начупени линии с подчертани остри върхове /пикове/, отразяващи краткотрайните бързи повишения и понижения на нивото.

Колкото тези приливни вълни се разпространяват надолу по течението на реката в участъци със значително по-малки наклони на водната повърхност, съответно по-малки скорости на течението, толкова по-бавно става оттичането на водните маси.

Това води до притъпяване на върховете на подема и спада на годишните ходови линии на водните стоежи.

В това изглаждане на приливните вълни, които идват от горното течение на реката, вземат участие и други фактори освен надлъжният наклон на водната повърхност.

Корабоплаването в участъци от реката, които имат значителен надлъжен наклон /горното течение на реката/, налага ежедневно следене колебанията на нивото и тенденцията за изменение поради това, че денонощните колебания понякога са значителни.

В зависимост от колебанията на нивото, на непрекъснато изменение са подложени и дълбочините при праговете, от една страна и височините на свободните отвори на мостовете, от друга.

Корабоводителят е длъжен постоянно да се съобразява с тези габарити на водния път, изхождайки от газенето /draft/ и фикспункта /air draft/на кораба.

Особено голяма предпазливост се налага при заставане на котвена стоянка и вързала, когато престоят трябва да бъде по-продължителен.

При заставане на котвена стоянка трябва периодично да се проверява дълбочината около кораба или предварително да се избере място за заставане с достатъчна дълбочина, която да е съобразена и с евентуалното спадане на нивото /водния стоеж/.

При заставане на вързала освен периодичното измерване на дълбочините около кораба е необходимо при значително спадане или покачване на нивото съответно да се отпускат или натягат подадените към брега стоманени швартови въжета.

Напречен наклон

на

водната

повърхност