какие виды перекатов бывают

Перекат

Перека́т – крупная донная гряда, сложенная речными наносами, пересекающая речное русло под некоторым углом к направлению течения. Перекаты – типичные формы рельефа русла у равнинных рек. Нередко они расположены в местах перегиба излучин.

Термин «перекат» возник в речном судоходстве и означает «перекатывание» речного течения и судового хода от одного берега к другому. Аналогичное происхождение имеет понятие «перевал», относящееся к более плавному переходу судового хода от одного берега к другому. Имея небольшие глубины (особенно в межень), перекаты представляют собой затруднения для судоходства.

Наиболее характерными элементами системы плёс–перекат–плёс являются верхняя и нижняя плёсовые лощины и верхний и нижний (или лево- и правобережный) побочни переката. Верхний по течению подводный склон переката более пологий, низовой откос (подвалье переката) – более крутой. Наиболее мелководные части переката – прибрежные отмели – носят название побочней. Наиболее глубокая часть переката между смежными плёсовыми лощинами называется корытом переката. Через неё и проходят линия наибольших глубин и судоходный фарватер. Наиболее мелководный участок фарватера над перекатом называется гребнем переката.

Перекаты по своему строению бывают трёх видов: перевалы – перекаты с плавными и небольшими изменениями отметок дна без резко выраженного подвалья; нормальные – перекаты с хорошо выраженным подвальем, но без резкого искривления фарватера; перекошенные (сдвинутые) – перекаты с резким искривлением фарватера. Российские речники, водившие когда-то суда по рекам страны, называли нормальные перекаты «хорошими», а перекошенные – «плохими» или «дурными». Те перекаты, которые вследствие либо малых глубин на гребне, либо сильного искривления фарватера создают трудности для судоходства, называют лимитирующими. Через сложные для судоходства перекаты при необходимости сооружают прорези с помощью земснарядов.

Для большинства перекатов с песчаным дном характерны довольно своеобразные сезонные изменения отметок дна. На подъёме половодья происходит намыв переката, на спаде половодья и в межень – размыв. Размыв переката объясняется возрастанием уклонов водной поверхности и сопутствующим увеличением скоростей течения. В целом в период половодья уклоны на перекате меньше, чем в межень. Для плёсов характерны, наоборот, размыв в половодье и намыв в межень.

Ещё один вид мезоформ речного русла – осерёдки – подвижные отмели, не соединённые (в отличие от побочней перекатов) с берегами и не заросшие растительностью. Осерёдки часто возникают из побочней перекатов, вызывая разделение фарватера на его гребне на две ветви; такое явление называют отторжением побочня.

Источник

Типы перекатов по классификации проф. Д.К. Земляновского.

Для управления судном, изучения специальной лоции и обеспече­ния безопасности плавания особое значение приобретает разделение перекатов по судоходному признаку и по степени трудности проводки через них судов и плотов.

На трудность проводки судов и составов через перекаты влияют следующие факторы: тип переката, вид подвалья, ширина и глубина судового хода, форма судового хода в плане и его радиусы изгиба, мес­то расположения переката и условия видимости, положение уровня воды, особенности течения (направление и скорость свальных течений, наличие суводей и майданов и др.), сложность входа на перекат и выхода с него со стороны плесовых лощин и т. д.

Рассмотрим классификацию перекатов (по Д. К. Земляновскому), используемую в судовождении.

А. Типы перекатов. Перекаты могут быть отнесены к одному из четырех типов.

I. Перекат без затонной части (рис. 27, а) обычно находится на пологих изгибах или прямых участках неширокого русла. Плесовые лощины переката не заходят одна за другую, поэтому затонной части он не имеет. Перекат устойчивый, долго сохраняет свою форму и расположение в русле. Судовой ход и корыто на нем плавно переваливают от одного берега к другому. Ровное течение на перекате совпадает с направлением корыта, а свальное — обычно отсутствует. В большинстве случаев такой перекат без затонной части не вызывает затруднений для движения судов.

II. Перекат с затонной частью (рис. 27, б). Плесовые лощины переката заходят одна за другую, поэтому он имеет за­тонную часть. Корыто расположено под большим углом к направлению русла, судовой ход круто переваливает от одного берега к другому. Перекат неустойчивый. При низком уровне воды иногда происходит промыв корыта почти поперек русла. При дальнейших переформированиях переката корыто может получить еще большее искривление, принять вид буквы S.

Часть водного потока сливается на перекате по кратчайшему пути — из верхней плесовой лощины в нижнюю, в связи с чем свал воды направлен к затонной части. При низком уровне воды на перекате со­здается сильное свальное течение, направленное к нижней косе.

Перекат данного типа (особенно с развитой затонной частью) из-за узкого судового хода с крутым перевалом, небольшой глубины и сильного свального течения затруднителен для движения судов.

III. Перекат—россыпь (рис. 27, е) возникает на расширенных участках русла. В результате избыточной ширины поток здесь не может транспортировать наносы, формировать косы и плесовые лощины, поэтому русло заполняется беспорядочными мощными отложениями (заструги, осередки, шалыги), из которых формируется пере­кат. Перекат-россыпь не имеет определенной формы. Под воздействием течения (особенно при резких колебаниях уровня) песчаные отложения, непрерывно перемещаясь, изменяют форму переката. Корыто не име­ет ясно выраженного углубления и формы. Судовой ход извилистый и мелкий. Перекат очень неустойчивый, судовой ход в период межени может сменить свое положение несколько раз. Течение на перекатах-россыпях беспорядочное и неровное. Небольшие глубины, неопределен­ный судовой ход, неровные течения создают большие трудности для движения судов через перекаты этого типа.

IV. Групповой перекат (рис. 27, ?) представляет собой участок русла, на котором вблизи друг от друга находятся несколько перекатов различного типа. Косы у группового переката расположены так, что нижняя коса верхнего переката является верхней косой ниж­него переката. Перекаты разделяются небольшими плесовыми лощина­ми. Иногда такая лощина настолько мала, что создается как бы двой­ное подвалье одного переката. Протяженность группового переката может достигать нескольких десятков километров.

Судовой ход на групповых перекатах извилистый, иногда несколь­ко раз переваливает от одного берега к другому. Групповые перекаты обычно неустойчивы, режимы их взаимосвязаны, размыв одного пере­ката может явиться причиной обмеления другого и наоборот. На пере­кате часто создаются свальные и затяжные течения.

Узкий и извилистый судовой ход, свальные и затяжные течения превращают групповой перекат в участок, трудный для плавания.

Источник

Основные типы перекатов

Главное затруднение для судоходства на внутренних водных путях представляют перекаты в естественных руслах рек в связи с ограниченными глубинами судового хода.

Перекаты по длине реки обычно располагаются группами, образуя так называемые перекатные участки. В пределах перекатного участка отдельные перекаты разделяются друг от друга короткими и неглубокими плесовыми лощинами. Между перекатными участками обычно находятся протяженные, устойчивые и глубокие плесы. На реках с различными типами руслового процесса эти сочетания проявляются по-разному.

Для своего образования перекаты нуждаются в наличии наносного материала. Поэтому на реках, где больше расход наносов, перекаты встречаются чаще. Примером этого могут служить побочневые русла. На этих реках транспорт наносов происходит интенсивнее, чем в меандрирующих руслах. Поэтому на многих участках рек с побочневым процессом перекаты следуют один за другим. У меандрирующих рек они отделены друг от друга протяженными плесовыми лощинами.

Наибольшие расходы русловых наносов в реках наблюдаются в весенний период времени. В это же время происходят основные переформирования перекатов. По К.В. Гришанину группа перекатов образуется там, где на значительной длине русла во время половодья преобладает процесс отложения наносов. Это возможно в том случае, если скорости течения воды по длине участка реки уменьшаются.

Питание перекатного участка наносами происходит за счет размыва берегов на вышележащем участке реки. Важным источником пополнения реки наносами являются также боковые притоки.

Долины рек обычно состоят из чередующихся расширений и сужений. К началу каждого большого расширения поймы приурочена группа перекатов. Группы перекатов встречаются также выше резких сужений поймы. Перекаты часто образуются в местах возникновения подпора и на участках впадения притоков.

На образование и последующие переформирования перекатов оказывает влияние большое число факторов. Плановые очертания русла на перекатах различных рек весьма разнообразны. Можно выделить основные преобладающие типы наносных образований: перекаты-перевалы, перекаты с затонской частью, сложные перекаты и перекаты-россыпи (рис. 4.13).

Наиболее благоприятными для судоходства являются перекаты-перевалы. Они образуются в реках с побочневым типом руслового процесса. Характеризуются высокими побочнями и хорошо развитым корытом переката. Судовой ход на таких участках плавно переваливает от одного берега к другому.

Перекаты с затонской частью отличаются заходящими друг за друга плесовыми лощинами. Побочни у этих перекатов имеют более низкие отметки; корыто переката развито меньше. В нижней плесовой лощине образуется затонская емкость. Судоходные условия на таких перекатах ухудшаются по сравнению с перекатами-перевалами. Судовой ход становится более крутым, на перекате наблюдаются свальные течения в сторону затонской емкости.

Сложные перекаты состоят из двух и более перекатов, разделенных короткими и неглубокими плесовыми лощинами. На таких перекатах обычно можно выделить три побочня: верхний, средний и нижний. Судоходные условия на таких перекатах затруднены. Судовой ход становится узким и извилистым, а также наблюдаются свальные течения.

Перекаты- россыпи не имеют отчетливо выраженных побочней и корыта, как у рассмотренных выше перекатов. На таких перекатах по всей ширине и на значительной длине разбросаны песчаные отложения. Эти перекаты, как правило, встречаются на прямолинейных участках русла с пойменными берегами. Они весьма быстро изменяют свою форму и размеры. Судоходные условия на перекатах- россыпях являются неблагоприятными. Судовой ход на таких участках становится неустойчивым и часто изменяет свое положение в русле реки.

В меандрирующих руслах распространена разновидность перекатов с затонской частью, расположенных на участках с крутыми поворотами. Такие перекаты представляют серьезные затруднения для судоходства в связи с недостаточными радиусами поворота судового хода и наличием свальных течений.

На участках русловых разветвлений всегда образуются перекаты. В коротких двухрукавных разветвлениях обычно располагается пара перекатов – у приверха острова в одном рукаве и у ухвостья острова в другом. Затруднения для судоходства в данном случае возникают потому, что расходы воды, распределенные между рукавами, оказываются недостаточными для поддержания необходимых глубин. По мере развития одного из рукавов возникает необходимость переноса судового хода в этот рукав. Поддержание судоходных условий в многорукавных руслах оказывается еще более сложным.

Взаимодействие потока с подвижным ложем переката обусловливает непрерывные переформирования наносных образований. Сезонные деформации плесов и перекатов заключаются в изменении отметок дна реки в течение года. В плесовых лощинах и на перекатах сезонные переформирования происходят по-разному.

При высоких уровнях воды скорости течения на перекатах становятся меньше, чем в плесовых лощинах. Поэтому в половодье на перекатах происходит отложение наносов, и отметки их повышаются. В плесовых лощинах в это время наблюдается обратный эффект – размыв дна. В период спада уровней эта картина изменяется. Гребни перекатов начинают размываться, а в плесовых лощинах происходит аккумуляция наносов.

На рис. 4.14 приведены совмещенные графики колебания уровней воды и изменения отметок дна гребня переката с течением времени. Из рисунка видно, что амплитуда колебания уровней воды значительно больше амплитуды изменения отметок дна переката. При этом пик половодья наступает раньше, чем заканчивается отложение наносов на перекате. Таким образом, речной поток в начале спада уровней еще продолжает некоторое время откладывать наносы на гребне переката. Размыв переката начинается уже во второй половине спада уровней воды.

Величина сезонных деформаций переката зависит от водности года, устойчивости русла и размеров реки. На крупных реках с размываемым дном толщина слоя отложения в весенний период имеет порядок от 0.5 до 2.5 м. Чем больше водность реки и выше степень подвижности дна, тем больше наносов откладывается на перекатах. На реках с устойчивым руслом изменение отметок дна на перекатах составляет 10-20 см.

Транспорт русловых наносов в реках и, как следствие этого, наличие сезонных деформаций перекатов и многолетних переформирований речного русла необходимо учитывать при обеспечении судоходных условий на внутренних водных путях. Путевые работы на реках всегда производятся с учетом специфики проявления руслового процесса. Это позволяет осуществлять судоходство на реках с наименьшими затратами и минимальным отрицательным воздействием на окружающую среду.

Источник

СУДОХОДНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕРЕКАТОВ

Для управления судном, изучения специальной лоции и обеспече­ния безопасности плавания особое значение приобретает разделение перекатов по судоходному признаку и по степени трудности проводки через них судов и плотов.

На трудность проводки судов и составов через перекаты влияют следующие факторы: тип переката, вид подвалья, ширина и глубина судового хода, форма судового хода в плане и его радиусы изгиба, мес­то расположения переката и условия видимости, положение уровня воды, особенности течения (направление и скорость свальных течений, наличие суводей и майданов и др.), сложность входа на перекат и выхода с него со стороны плесовых лощин и т. д.

Рассмотрим классификацию перекатов (по Д. К. Земляновскому), используемую в судовождении.

А. Типы перекатов. Перекаты могут быть отнесены к одному из четырех типов.

I. Перекат без затонной части (рис. 27, а) обычно находится на пологих изгибах или прямых участках неширокого русла. Плесовые лощины переката не заходят одна за другую, поэтому затонной части он не имеет. Перекат устойчивый, долго сохраняет свою форму и расположение в русле. Судовой ход и корыто на нем плавно переваливают от одного берега к другому. Ровное течение на перекате совпадает с направлением корыта, а свальное — обычно отсутствует. В большинстве случаев такой перекат без затонной части не вызывает затруднений для движения судов.

II. Перекат с затонной частью (рис. 27, б). Плесовые лощины переката заходят одна за другую, поэтому он имеет за­тонную часть. Корыто расположено под большим углом к направлению русла, судовой ход круто переваливает от одного берега к другому. Перекат неустойчивый. При низком уровне воды иногда происходит промыв корыта почти поперек русла. При дальнейших переформированиях переката корыто может получить еще большее искривление, принять вид буквы S.

Часть водного потока сливается на перекате по кратчайшему пути — из верхней плесовой лощины в нижнюю, в связи с чем свал воды направлен к затонной части. При низком уровне воды на перекате со­здается сильное свальное течение, направленное к нижней косе.

Перекат данного типа (особенно с развитой затонной частью) из-за узкого судового хода с крутым перевалом, небольшой глубины и сильного свального течения затруднителен для движения судов.

III. Перекат—россыпь (рис. 27, е) возникает на расширенных участках русла. В результате избыточной ширины поток здесь не может транспортировать наносы, формировать косы и плесовые лощины, поэтому русло заполняется беспорядочными мощными отложениями (заструги, осередки, шалыги), из которых формируется пере­кат. Перекат-россыпь не имеет определенной формы. Под воздействием течения (особенно при резких колебаниях уровня) песчаные отложения, непрерывно перемещаясь, изменяют форму переката. Корыто не име­ет ясно выраженного углубления и формы. Судовой ход извилистый и мелкий. Перекат очень неустойчивый, судовой ход в период межени может сменить свое положение несколько раз. Течение на перекатах-россыпях беспорядочное и неровное. Небольшие глубины, неопределен­ный судовой ход, неровные течения создают большие трудности для движения судов через перекаты этого типа.

IV. Групповой перекат (рис. 27, ?) представляет собой участок русла, на котором вблизи друг от друга находятся несколько перекатов различного типа. Косы у группового переката расположены так, что нижняя коса верхнего переката является верхней косой ниж­него переката. Перекаты разделяются небольшими плесовыми лощина­ми. Иногда такая лощина настолько мала, что создается как бы двой­ное подвалье одного переката. Протяженность группового переката может достигать нескольких десятков километров.

Судовой ход на групповых перекатах извилистый, иногда несколь­ко раз переваливает от одного берега к другому. Групповые перекаты обычно неустойчивы, режимы их взаимосвязаны, размыв одного пере­ката может явиться причиной обмеления другого и наоборот. На пере­кате часто создаются свальные и затяжные течения.

Узкий и извилистый судовой ход, свальные и затяжные течения превращают групповой перекат в участок, трудный для плавания.

Б. Виды подвальев. Подвалье — наиболее трудное место при про­водке судов через перекат. Все подвалья можно разделить на три вида, причем каждый рассмотренный тип перекатов может иметь лю­бой вид подвалья.

l. Ровное (рис. 28, а) подвалье образовано ровным тыловым скатом седловины переката, расположенным по нормали к оси коры­та. Течение на подвалье ровное, совпадает с осью корыта.

В некоторых случаях две крупные заструги верхней и нижней ко­сы, сближаясь к середине корыта, создают ровное подвалье со значи­тельным понижением гребня. Косы и заструги таких подвалий на­правляют воду к середине корыта, создавая сосредоточенное течение.

Рис. 28. Виды подвальев

Ровное подвалье не Представляет большой трудности для движения судов.

2. Выпуклое (рис. 28, б) подвалье имеет в плане и попереч­ном разрезе выпуклую форму. Оно создается при большом перемеще­нии наносов через седловину переката, очень неустойчиво и не имеет глубокого корыта. Течение на подвалье веерообразное, слабое, иног­да с двусторонним сливом воды по обе стороны выпуклости. В боль­шинстве случаев у верхней косы течение слабее, а более сильное на­правлено к нижней косе.

Для судоходства подвалье неблагоприятно. При движении через перекат (особенно вверх) необходимо уметь определить направление основного слива воды и свального течения.

3. Неровное (искривленное или неопреде­ленной формы) подвалье (рис. 28, б), создается двумя заструга­ми или ухвостьями кос, которые заходят друг за друга. Такое подвалье очень неустойчиво, течение на нем неровное. Возле каждой косы со­здается различное направление слива воды.

При большой подвижности наносов образуется подвалье неопре­деленной формы. Такое подвалье очень искривлено или не имеет яс­но выраженного очертания, оно также очень неустойчиво.

Для судоходства неровные подвалья наиболее неблагоприятны.

На некоторых участках рек ведется интенсивное землечерпание. В результате плесовые лощины соединены сплошным подводным ка­налом-прорезью, поэтому перекаты не имеют четкого подвалья. В су­доходном отношении такое подвалье по сравнению с предыдущими ви­дами более благоприятно.

В. Группировка перекатов по трудности судовождения. Условия судоходства в основном зависят от типа переката и вида его подвалья, а также от размеров и осадки состава, направления движения судна и ряда других факторов.

Для судов малого и большого водоизмещения, толкаемых составов, буксируемых судов или плотов трудность плавания через перекат не­одинакова. Если, например, для плота существенное значение имеет ширина судового хода и направление слива воды, то для крупного судна — глубина переката. Очень важно положение уровня воды. Обычно при высоком уровне условия плавания более благоприятны, чем при низком.

По степени трудности для судовождения перекаты можно разделить на две группы в зависимости от типа переката, вида его подвалья и ряда других факторов.

I. Незатруднительные перекаты — в основном пере­каты без развитой затонной части, которые имеют ровное подвалье, прямой судовой ход с достаточной для больших судов глубиной и ши­риной. На таких перекатах течение ровное, без майданов и суводей, а свальные и затяжные течения незначительны.

Вход на такой перекат и выход с него удобны. Расхождение и об­гон на незатруднительном перекате возможны только для маломер­ных судов, при этом должны быть приняты меры, полностью обеспе­чивающие безопасность плавания.

II. Затруднительные перекаты — перекаты с развитой затонной частью, перекаты-россыпи и групповые перекаты. Подвалья у таких перекатов неровные или выпуклые. Затруднительный перекат обычно имеет небольшую глубину и ширину судового хода, извилис­тое корыто, свальные или затяжные течения.

Вход на перекат и выход с него для судов сложны. Расхождение и обгон на таких перекатах для судов любых водоизмещении запрещены.

Для составления судоходной классификации перекатов следует использовать навигационные карты, лоцийные описания, личные на­блюдения, а также паспорта перекатов.

Паспорт переката составляют для получения полных данных о многолетнем режиме русловых переформирований переката. В паспорте, кроме описания самого переката, дают подробное описание участка долины реки в границах весеннего затопления, где поток оказывает влияние на формирование данного переката.

Ежегодно к паспорту должны прилагаться план переката первой съемки и наиболее характерные повторные съемки.

К судоходной характеристике переката необходимо прилагать опи­сание гидрологических особенностей каждого года и графики зависи­мостей судоходных глубин и ширин на перекате от уровней воды. На эти же графики следует наносить плесовые плановые кривые дифференцированных глубин и ширин судового хода.

Паспорт переката должен систематически дополняться данными последующих лет, а также ежегодными краткими описаниями руслового режима на перекате.

Практика показывает, что сложные условия на судоходных участ­ках характеризуются, как правило, повышенным количеством аварийных происшествий. Для выявления мест возникновения аварийных происшествий и основных причин, которые их вызывают, место каждого происшествия следует отмечать на плане пути условными знаками. Места концентрации аварийных происшествий иногда называют «очагами аварийности».

Степень опасности отдельных участков водного пути можно определить несколькими путями. Один из них — с помощью коэффициента относительной аварийности

где А — количество происшествий на участке водного пути длиной L;

N— средняя навигационная суточная интенсивность движения судов/сут.

Отношение коэффициента относительной аварийности D, вычисленного для какого-либо участка, к минимальному значению его Dмин на том же водном пути именуется числом опасности d, т. е.

Число опасности показывает, во сколько раз при сложившихся условиях движения обстановка на других участках опаснее, чем на участке, наименее опасном среди них.

Перекаты или другие затруднительные участки пути состоят из сочетания отдельных элементов, которые оказывают на судоходство определенное влияние. Для суждения об обеспеченности безопасности судоходства необходима численная характеристика, оценивающая пере­кат и сопоставляющая его с другими.

Вероятностная оценка безопасности судоходства может быть дана с помощью системы коэффициентов или баллов без­опасности (надежности), характеризующих основные элементы переката или участка пути: ширину В судового хода — ub, глубину Н судового хода uh и радиус R его закругления Нц, видимость по судовому ходу Us, особенности течения Ус-Общий вероятностный критерий безопасности судоходства на пере­кате или участке будет определяться произведением баллов безопас­ности движения судна:

Общий критерий, вычисленный как произведение частных коэффи­циентов, будет определять количественно предполагаемую безопасность судоходства по сравнению с водным путем, имеющим наиболее благо­приятные путевые условия. Баллы должны зависеть от габаритных размеров наиболее больших типовых составов.

В табл. 11 приведена система баллов для оценки безопасности дви­жения судна (на основе проведенных автором исследований).

При использовании произведения коэффициентов в соответствии с формулой (16) перекат, благоприятный для плавания, будет иметь критерий безопасности, равный 1 баллу. Наиболее трудный перекат будет иметь произведение всех баллов, каждый из которых равен 0,25, что в итоге составит 0,000976 или округленно 0,001. Промежуточные критерии безопасности будут заключены между 0,001 и l. Если один из коэффициентов равен нулю, то и общий критерий безопасности ра­вен нулю, что явится оценкой переката, на котором безопасность дви­жения не обеспечивается.

Для краткой характеристики переката можно использовать чис­ловую характеристику. Характеристика III—3—II, например, обозначает, что рассматриваемый перекат относится к тре­тьему типу, имеет третий вид подвалья и принадлежит ко второй гpуппе (т. е. перекат-россыпь с неровным подвальем, затруднительный для движения судов — см. судоходную классификацию перекатов).

Пример. Оценить перекат с заходящими одна за другую плесовыми лощинами и выпуклым подвальем. Перекат имеет ширину, равную 1,7 ширины состава, глубину — 1,6 осадки, радиус — 4 длины состава. Видимость на перекате 2 км, течение на нем свальное.

Решение. В соответствии с формулой (16) и табл. 11 будем иметь: t/o = = 0,5- 0,75-1,0.0,5 = 0,1875 ss 0,19. Общая численная характеристика пере­ката будет такой: II—2—II—0,19.

Примечание. Be, T, L—соответственно ширина, осадка, длина судна (состава).

Источник