Развилка в Хёфельхофе , Германия.Речные дельты , такие как изображенная дельта реки Салуин в Мьянме , часто показывают бифуркации. Вода течет из нижней части изображения и проходит по обе стороны большого острова в центре.
Бифуркация реки (от лат . furca , разветвление) происходит, когда река ( разветвляющаяся река ), текущая в одном русле, разделяется на два или более отдельных потока (называемых рукавами ), которые затем продолжают течь вниз по течению . Некоторые реки образуют сложные сети рукавов, как правило, в своих дельтах . Если потоки в конечном итоге снова сливаются или впадают в один и тот же водоем, то бифуркация образует речной остров .
Бифуркация реки может быть временной или полупостоянной, в зависимости от прочности материала, разделяющего два рукава. Например, остров почвы или ила в середине течения в дельте, скорее всего, является временным из-за низкой прочности материала. Место, где река разделяется вокруг скального выступа, например, дамбы вулканического происхождения или горы, может быть более долговечным из-за более высокой прочности материала и устойчивости к выветриванию и эрозии. Бифуркация также может быть искусственной, например, когда два потока разделены длинной опорой моста .
Происшествие
Бифуркация рек происходит во многих типах рек. Она распространена в извилистых и разветвленных реках. В извилистых реках бифуркации часто нестабильны по своей конфигурации и обычно приводят к отрыву русла . [1] Устойчивость бифуркации зависит от скорости течения реки вверх по течению, а также от переноса наносов в верховьях рукавов сразу после того, как происходит бифуркация. [2] Развитие бифуркации в значительной степени зависит от расхода реки вверх по течению от бифуркации. [3] Нестабильные бифуркации — это бифуркации, в которых только одно русло получает воду. В дельтах они обычно создают русла с относительно большой шириной и также известны как отрывы русла. Устойчивые бифуркации — это бифуркации, в которых оба русла получают воду. [4]
В дельтах направления рукавов, возникающих в результате бифуркации, легко меняются под действием таких процессов, как агградация или дифференциальное оседание и уплотнение . [5] Количество рукавов, которые присутствуют, частично определяется скоростью сброса осадка, [6] а увеличение сброса осадка приводит к большему количеству бифуркаций рек. Это затем приводит к увеличению количества рукавов в дельтах.
Бифуркация дельты имеет типичный угол, под которым она наблюдается, с критическим углом приблизительно 72º. [7] Однако наблюдения и эксперименты показывают, что многие бифуркации распределительных каналов на самом деле не демонстрируют угол бифуркации 72º, а скорее растут в сторону этого угла с течением времени после начала бифуркации. [8] Это означает, что бифуркации, которые происходят в дельтах, являются полупостоянными, поскольку многие наблюдаемые каналы не демонстрируют этот угол из-за их относительно недавнего начала или потому, что некоторые из каналов, которые достигают этого угла бифуркации, не были замечены.
Важность
Как и в случае слияния рек , бифуркация важна для разделения земель и морфологических областей. Реки широко используются в качестве политических границ, отмечая границы между регионами противоборствующих стран, государств и народов, среди прочего. Внезапное разветвление рек, даже временное, может нарушить террейны, которые в противном случае считались бы одним и тем же регионом. Бифуркации отличаются от слияний тем, что многие слияния считаются важными местами для городов и торговли. Но из-за полупостоянства большинства разветвленных рек и их редкого появления концепция строительства в значительной степени не проявляется в местах разветвления рек.
Протоки являются обычными компонентами дельт и являются противоположностью притоков. Эти протоки, которые являются результатом бифуркации реки, важны для отложения и перемещения воды, осадков и питательных веществ из более отдаленных районов в более крупный водоем, в который она впадает. [9] Дельты очень важны для людей, поскольку регионы протоков дельты обеспечивают жильем примерно полмиллиарда человек и исключительно биологически богаты. [10]
Эволюция
Развитие раздвоенных речных систем можно моделировать поэтапно. Рисунок выше дает грубую картину того, как это будет выглядеть на самом деле. Он показывает, что постепенно стабильная раздвоенность будет ухудшаться до тех пор, пока одно из русел не перестанет получать поток из верхнего течения, становясь, таким образом, нестабильной раздвоенностью.
Разветвленные реки в основном полупостоянны и подвержены постоянным изменениям в своей конфигурации из-за развивающихся террейнов и скоростей потока. В результате этого наблюдение за процессом, посредством которого реки разветвляются и затем постепенно ухудшаются, было плохо документировано. Эволюция разветвлений рек от однорусловых до многорусловых и обратно во многом зависит от скорости сброса из областей подпора русла. [11] Разветвление русловых систем начинается, когда одно русло вынуждено разделиться, когда бар осадка вызывает инициирование двухрусловой системы, однако это не всегда приводит к системе, в которой оба русла получают поток. В разветвленных системах эволюция разветвленных систем в значительной степени определяется уровнем воды соседних ветвей системы. [12] Различия в уровне воды в разветвленных системах сами по себе вызваны закрытием входов в ответвления в результате роста бара. [13] Помимо роста перекладин, на эволюцию разветвленной системы также влияют различия в направлении разветвленных речных потоков, обусловленные сложными формами перекладин и эффектами подпора воды.
Бифуркации перемещаются в основном в результате миграции восходящего русла. [14] Конфигурация бифуркационной системы также изменяется за счет миграции баров внутри системы. [15] Это может вызвать внезапные изменения ширины русла, а также асимметрию ширины в системе. [16] Со временем стабильная система русла в конечном итоге ухудшится, пока только одно русло не будет получать поток из восходящего течения, что затем создаст нестабильный канал, по которому поток не проходит.
Воздействия
Речные бифуркации влияют на окружающую территорию множеством способов, а именно, перераспределяя поток воды, осадка и питательных веществ по всему водоразделу и дельте. В дополнение к этому, мигрирующие бифуркации и формы рельефа могут изменять террейны в данном регионе, затронутом этим процессом. Внезапное начало бифуркации может вызвать мелкомасштабное затопление окружающей территории. Противоположность, ухудшение стабильной бифуркации до нестабильной, может иметь схожие эффекты, так как поток, который был разделен на два канала, теперь направляется через один, может привести к тому, что стабильное русло превзойдет стадию заполнения берега или точку, в которой уровень воды находится выше берега реки. Это также может вызвать наводнение и является важной проблемой в регионах, где используются дамбы . Бифуркации являются основным распределителем питательных веществ и минеральных частиц в биологически богатые районы дельт. Внезапное ухудшение или начало бифуркационных систем может нарушить отложение материала, необходимого для жизни различных организмов , и, таким образом, косвенно повлиять на окружающие экосистемы через модели потока.
Примеры
Канал Касикьяре ответвляется от Ориноко (река на севере Венесуэлы, текущая на восток и впадающая в Карибское море ) и направляется на юг, чтобы влиться в Рио-Негро , огромную реку, текущую на юг, которая в конечном итоге впадает в реку Амазонку . Таким образом, канал обеспечивает судоходный путь между большим бассейном Ориноко и огромным бассейном Амазонки.
Река Хазе в Мелле, Германия, разделяется на реку Хазе и реку Эльзе и изучается как природное явление.
Бифуркация реки Неродиме в Косово , недалеко от города Феризай , в точке с координатами 42°22′19″ с. ш. 21°08′00″ в. д. / 42.371827° с. ш. 21.133306° в. д. / 42.371827; 21.133306 , была гидрологической диковинкой, поскольку отдельные потоки впадали в Эгейское и Черное моря . [17] Бифуркация Неродиме была первым гидрологическим охраняемым объектом в бывшей Югославии (1979). Бифуркация Неродиме является строгим заповедником дикой природы, категория I по версии МСОП , площадью 13,0 га (около 32 акров). Эта бифуркация считается искусственным явлением, но созданным в чрезвычайно благоприятных природных условиях.
В прошлом небольшая река Калаус на юго-западе России, достигая тальвега Кумо -Манычской впадины в точке с координатами 45°43′ с.ш. 44°06′ в.д. / 45.717° с.ш. 44.100° в.д. / 45.717; 44.100 , разделялась, и два рукава становились истоками рек Западный и Восточный Маныч . Первая течет на запад в реку Дон и в конечном итоге в Азовское море , а вторая течет на восток и теряется в степи, так и не достигнув Каспийского моря . Однако была построена плотина, препятствующая потоку воды из Калауса в Восточный Маныч; таким образом, Калаус теперь является источником только Западного Маныча. [18]
Бахр -Юсеф — это канал, который ответвляется от западной стороны Нила и впадает в Биркет-Карун , внутреннее море в Фаюмской впадине . Первоначально он был естественным разветвлением для паводковых вод, его поток был увеличен за счет канализации в 12-й династии (около 1900 г. до н. э.). Около 230 г. до н. э. русло Нила, из которого он выходил (само по себе разветвление), высохло, но с тех пор было подпитано новым каналом, чтобы вода снова могла поступать из Нила в Эль-Файюм . Весь водный путь имеет длину более 300 км и состоит из современных каналов, по которым вода из Нила поступает из Асьюта в Дайрут , [19] затем старый канал Нила проходит вдоль Нила более 150 км до Лахуна , затем древнеегипетский канал переносит воду в Фаюмскую впадину .
В Нидерландах Эйссел является рукавом Рейна . При длине около 127 километров это самая длинная река, которая начинается и заканчивается в Нидерландах. [22] В отличие от Рейна, который впадает в Северное море , она впадает в Эйсселмер .
Река Эчимамиш в Канаде соединяет реки Хейс и Нельсон и часто использовалась путешественниками в качестве кратчайшего пути.
Река Чу в Киргизии течет на восток, в нескольких километрах от озера Иссык-Куль , делает крутой поворот и течет на запад, не впадая в озеро. Во время паводков вода из реки раньше впадала в озеро, но этого не происходило с тех пор, как было построено Орто-Токойское водохранилище .
^ Кляйнханс, Маартен. «Речные бифуркации в извилистых реках на низменных дельтовых равнинах», 2005-2008.
^ Le, TB; Crosato, A; Mosselman, E.; Uijttewaal, WSJ «Об устойчивости речных бифуркаций, созданных продольными тренировочными стенками. Численное исследование», Advances in Water Resources, том 113, стр. 112–125, март 2018 г.
^ Эдмондс, Д.А. «Устойчивость речных бифуркаций, находящихся под влиянием подпора: исследование системы Миссисипи-Атчафалайя», апрель 2012 г.
^ Эдмондс, Д.А. «Устойчивость речных бифуркаций, находящихся под влиянием подпора: исследование системы Миссисипи-Атчафалайя», апрель 2012 г.
^ Олариу, Корнел; Бхаттачарья, Янок П. «Конечные распределительные каналы и архитектура фронта дельты в речных дельтовых системах», Журнал седиментологических исследований, т. 76, стр. 212–233, 2006.
^ Олариу, Корнел; Бхаттачарья, Янок П. «Конечные распределительные каналы и архитектура фронта дельты в речных дельтовых системах», Журнал седиментологических исследований, т. 76, стр. 212–233, 2006.
^ Коффи, Томас С.; Шоу, Джон Б. «Конгруэнтные углы бифуркации в сетях дельты реки и притоков», ноябрь 2017 г.
^ Коффи, Томас С.; Шоу, Джон Б. «Конгруэнтные углы бифуркации в сетях дельты реки и притоков», ноябрь 2017 г.
^ Олариу, Корнел; Бхаттачарья, Янок П. «КОНЕЧНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ РУСЛА И АРХИТЕКТУРА ФРОНТА ДЕЛЬТОВЫХ СИСТЕМ С ПРЕОБЛАДАНИЕМ РЕК», Журнал седиментационных исследований, т. 76, стр. 212–233, 2006.
^ Эдмондс, Д.А. «Устойчивость речных бифуркаций, находящихся под влиянием подпора: исследование системы Миссисипи-Атчафалайя», апрель 2012 г.
^ Le, TB; Crosato, A; Mosselman, E.; Uijttewaal, WSJ «Об устойчивости речных бифуркаций, созданных продольными тренировочными стенками. Численное исследование», Advances in Water Resources, том 113, стр. 112–125, март 2018 г.
^ Шурман, Ф.; Кляйнханс, М.Г. «3D-моделирование эволюции бара и бифуркации», Утрехтский университет, факультет геонаук, Утрехт, Нидерланды. Роял ХасконингDHV, зам. Реки, дельты и побережья, Амерсфорт, Нидерланды. 2013.
^ Шурман, Ф.; Кляйнханс, М.Г. «3D-моделирование эволюции бара и бифуркации», Утрехтский университет, факультет геонаук, Утрехт, Нидерланды. Роял ХасконингDHV, зам. Реки, дельты и побережья, Амерсфорт, Нидерланды. 2013.
^ Бертольди, Вальтер. «Жизнь разветвления в реке с разветвленным гравийным руслом», май 2012 г.
^ Бертольди, Вальтер. «Жизнь разветвления в реке с разветвленным гравийным руслом», май 2012 г.
^ Бертольди, Вальтер. «Жизнь разветвления в реке с разветвленным гравийным руслом», май 2012 г.
^ Томович, Гордана (2006). «Косово на старых картах с XV по XVIII век». Белград: Сербская академия наук и искусств.
^ Александр Анатольевич Базелюк (Базелюк Александр Анатольевич), "АНТРОПОГЕННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ГИДРОГРАФИЧЕСКОЙ СЕТИ КУМО-МАНЫЧСКОЙ ВПАДИНЫ. Архивировано 5 марта 2009 г. на Wayback Machine " (Антропогенные изменения в гидрографической сети Кумо-Манычской впадины), автореферат канд . наук. диссертация. Ростов-на-Дону, 2007. (на русском языке) Включает карты.
^ "Карты Google".
^ "Pajala.se | English". www.pajala.se . Архивировано из оригинала 2007-11-08.
^ "River and Drainage System". Banglapedia . 5 мая 2014 г.
^ Кестер Фрерикс, Langs de IJssel, natuur encultural in de IJsselvallei Zutphen: Walburg pers, 2017 ( голландская книга )
