U-образное озеро или бассейн, оставшийся от древнего речного меандра
На этой фотографии реки Новитна на Аляске показаны два старичных озера — короткое внизу и длинное, более изогнутое в середине справа. На фотографии также показано, что третье старичное озеро, вероятно, находится в процессе формирования: перешеек или берег в центре самого заметного меандра очень узкий — намного уже ширины реки; в конечном итоге два участка реки по обе стороны от такого перешейка, как правило, прорываются и создают новое, более прямое русло; затем начинает формироваться новый речной берег, запечатывая меандр и оставляя еще одно старичное озеро.
Старица — это U-образное озеро или бассейн , который образуется , когда широкий изгиб реки отрезан , создавая отдельно стоящий водоем. Слово «старица» может также относиться к U-образному изгибу реки или ручья, независимо от того, отрезан ли он от основного потока. [ 1] [2]
Старица образуется, когда извилистая река размывает горловину одного из своих меандров . Это происходит потому, что меандры имеют тенденцию расти и становиться более изогнутыми с течением времени. Затем река следует более короткому руслу, которое обходит меандр. [3] Входы в заброшенную меандру в конечном итоге заиливаются, образуя старицу. [4] Поскольку старицы являются озерами со стоячей водой, через которые не протекает течение, все озеро постепенно заиливается, превращаясь в болото или топь, а затем полностью испаряется. [3] [5]
Когда река достигает низменной равнины, часто в своем конечном течении к морю или озеру , она широко извивается. Вблизи изгиба реки отложение происходит на выпуклом берегу (берег с меньшим радиусом). Напротив, на изрезанном берегу или вогнутом берегу (берег с большим радиусом) происходит как боковая эрозия , так и подмыв . Непрерывное отложение на выпуклом берегу и эрозия вогнутого берега извилистой реки вызывают образование очень выраженного меандра с двумя вогнутыми берегами, сближающимися. Узкий перешеек земли между двумя соседними вогнутыми берегами в конечном итоге прорезается либо боковой эрозией двух вогнутых берегов, либо сильными течениями паводка . Когда это происходит, образуется новое, более прямое русло реки — и образуется заброшенная петля извилины, называемая срезом . Когда отложение окончательно запечатывает срез от русла реки, образуется старица. Этот процесс может происходить в течение времени от нескольких лет до нескольких десятилетий и иногда может стать по существу статичным. [4]
Сбор продуктов эрозии вблизи вогнутого берега и транспортировка их к выпуклому берегу является работой вторичного потока по дну реки вблизи изгиба реки. Процесс осаждения ила, песка и гравия на выпуклом берегу наглядно проиллюстрирован на точечных отмелях . [6]
Эффект вторичного потока можно продемонстрировать с помощью круглой чаши. Частично заполните чашу водой и насыпьте в нее плотные частицы, такие как песок или рис. Задайте воде круговое движение одной рукой или ложкой. Плотные частицы быстро сметаются в аккуратную кучу в центре чаши. Это механизм, который приводит к образованию точечных отмелей и способствует образованию стариц. Первичный поток воды в чаше является круговым, а линии тока концентричны со стороной чаши. Однако вторичный поток пограничного слоя через дно чаши направлен внутрь к центру. Можно было бы ожидать, что первичный поток отбросит плотные частицы к периметру чаши, но вместо этого вторичный поток сметает частицы к центру. [7]
Изогнутый путь реки вокруг изгиба делает поверхность воды немного выше снаружи изгиба, чем внутри. В результате, на любой высоте в реке давление воды немного больше около внешней стороны изгиба, чем внутри. Градиент давления по направлению к выпуклому берегу обеспечивает центростремительную силу, необходимую для того, чтобы каждая порция воды следовала своему изогнутому пути.
Пограничный слой , который течет вдоль дна реки, не движется достаточно быстро, чтобы уравновесить градиент давления в поперечном направлении поперек реки. Он реагирует на этот градиент давления, и его скорость частично направлена вниз по течению, а частично поперек реки к выпуклому берегу. [6] [8] Когда он течет вдоль дна реки, он сметает рыхлый материал к выпуклому берегу. Этот поток пограничного слоя значительно отличается от скорости и направления первичного потока реки и является частью вторичного потока реки .
Подкова или старичное озеро около Хьюза , Арканзас , на границе между Арканзасом и Миссисипи . Выступы на границе отражают изменения в течении реки; когда река изменила свое русло и отрезала прежнее русло, граница осталась неизменной.
Поймы рек, которые содержат реки с сильно извилистым руслом, заполнены более длинными старицами, чем те, которые имеют слабую извилистость . Это связано с тем, что реки с сильной извилистостью имеют более крупные излучины и большую возможность для образования более длинных озер. Реки с меньшей извилистостью характеризуются меньшим количеством срезов и более короткими старицами из-за более короткого расстояния их излучин. [9]
Старицы служат важными водно-болотными экосистемами. В Соединенных Штатах старицы служат основной средой обитания для водяного тупело и культового лысого кипариса . [10] Многочисленные старицы реки Амазонки являются благоприятной средой обитания для гигантской речной выдры . [3] Старицы также могут быть подходящими местами для аквакультуры . [11]
Старицы способствуют здоровью речной экосистемы, задерживая осадки и сельскохозяйственные стоки, тем самым удаляя их из основного речного потока. Однако это разрушительно для самой экосистемы старицы. [12] Старицы также уязвимы для загрязнения тяжелыми металлами из промышленных источников. [13]
Искусственные старицы
Старицы могут образовываться, когда русло реки искусственно выпрямляется для улучшения навигации или для смягчения наводнений. Это произошло, в частности, на верхнем Рейне в Германии в девятнадцатом веке. [14]
Примером полностью искусственного водного пути с рукавами является Оксфордский канал в Англии. Первоначально он имел очень извилистый курс, следуя контурам суши, но северная часть канала была выпрямлена между 1829 и 1834 годами, что сократило его длину примерно со 146 до 125 км (с 91 до 77+1 ⁄ 2 мили) и создание ряда участков в форме излучины, изолированных от нового курса. [15]
Известные примеры
Боле и Бертон Раунд в Уэст-Бертоне, Ноттингемшир , Англия, являются хорошим примером озер, располагавшихся в непосредственной близости друг от друга.
Озеро Картер в США образовалось после сильного наводнения 1877 года, приведшего к смещению реки Миссури примерно на два километра ( 1+1 ⁄ 4 мили) к юго-востоку.
Озеро Полумесяц в центре города О-Клэр, США, образовалось в результате изменения русла реки Чиппева , которая теперь течет сразу на юг.
Птичий заповедник озера Канвар в Индии содержит редкие и находящиеся под угрозой исчезновения перелетные птицы и является одним из крупнейших стариц Азии.
Оксбоу , четырехкилометровый ( 2+Изгиб реки Коннектикут длиной 1 ⁄ 2 мили разъединен с одного конца.
Верховья новозеландской реки Тайери также прорезали множество стариц в своем верхнем течении около города Паэрау . Часть этой территории была превращена в заливные луга .
^ abc Ратледж, Ким; Рэмруп, Тара; Будро, Диана; Макдэниел, Мелисса; Тенг, Сантани; Спраут, Эрин; Коста, Хилари; Холл, Хилари; Хант, Джефф (10 июня 2011 г.). "Oxbow lake". National Geographic . Получено 26 сентября 2021 г. .
^ ab Constantine, José Antonio; Dunne, Thomas; Piégay, Hervé; Mathias Kondolf, G. (февраль 2010 г.). «Контроль наносов в старичных озерах донными отложениями вдоль реки Сакраменто, Калифорния». Sedimentology . 57 (2): 389–407. Bibcode : 2010Sedim..57..389C. doi : 10.1111/j.1365-3091.2009.01084.x. S2CID 129166672.
^ Киршнер, Александр КТ; Ригль, Бернхард; Велимиров, Бранко (2001). «Деградация надводных и погруженных макрофитов в старичном озере в системе запруды: последствия для процесса наземной террасизации». Международный обзор гидробиологии . 86 (4–5): 555–571. doi :10.1002/1522-2632(200107)86:4/5<555::AID-IROH555>3.0.CO;2-9.
^ ab Hickin, Edward J (2002). "Меандрирующие каналы". В Middleton, Gerard V. (ред.). Encyclopedia of Sediments and Sedimentary Rocks . New York: Springer. стр. 432. ISBN1-4020-0872-4.
^ Боукер, Кент А. (1988). "Альберт Эйнштейн и извилистые реки". История наук о Земле . 1 (1): 45. Bibcode : 1988ESHis...7...45B. doi : 10.17704/eshi.7.1.yk72n55q84qxu5n6 . Получено 01.07.2016 .
^ Чант, Р. Дж. (2002). «Вторичная циркуляция в области кривизны потока: связь с приливным воздействием и речным стоком». Журнал геофизических исследований . 107 (C9): 14-1–14-11. Bibcode : 2002JGRC..107.3131C. doi : 10.1029/2001JC001082.
^ Constantine, JA; Dunne, T. (2008). «Отсечение меандра и контроль за образованием стариц». Geology . 36 (1): 23–26. Bibcode : 2008Geo....36...23C. doi : 10.1130/G24130A.1.
^ Шенкман, Дэвид; Кортрайт, Роза Мария (май 1994). «Гидрогеоморфные условия, ограничивающие распространение baldcypress на юго-востоке США». Physical Geography . 15 (3): 282–295. doi :10.1080/02723646.1994.10642517.
^ Гупта, С.; Деви, С.С. (2014). «Экология Baskandi anua, старичного озера Южного Ассама, Северо-Восточная Индия». Журнал экологической биологии . 35 (6): 1101–1105. PMID 25522512. Получено 26 сентября 2021 г.
^ Глинска-Левчук, Катажина (2005). «Озера-старицы как биогеохимические фильтры для оттока питательных веществ из сельскохозяйственных районов». Динамика и биогеохимия речных коридоров и водно-болотных угодий . 294 : 55–69 . Получено 26 сентября 2021 г.
^ Ciazela, Jakub; Siepak, Marcin; Wojtowicz, Piotr (март 2018 г.). «Отслеживание загрязнения тяжелыми металлами в сложной системе река-старица: долина Средней Одры, Германия/Польша». Science of the Total Environment . 616–617: 996–1006. Bibcode : 2018ScTEn.616..996C. doi : 10.1016/j.scitotenv.2017.10.219. PMID 29103644.
^ Zinke, Alexander (17 декабря 2000 г.). «Новое управление реками и водно-болотными угодьями в Центральной Европе». Zinke Environmental Consulting . Получено 27 октября 2009 г.
.jpg/1280px-Cole_Thomas_The_Oxbow_(The_Connecticut_River_near_Northampton_1836).jpg)
