В физической географии и гидрологии руслом называют форму рельефа , на которой расположен относительно узкий водоем , например река , дельта реки или пролив . Хотя канал обычно относится к естественному образованию, родственный термин «канал» обозначает аналогичную искусственную структуру.
Каналы важны для функционирования портов и других водоемов, используемых для судоходства . Естественно, что в результате процессов эрозии и отложений каналы изменят свою глубину и пропускную способность . Люди поддерживают судоходные каналы с помощью дноуглубительных работ и других инженерных процессов.
В более широком смысле этот термин также применяется к жидкостям, отличным от воды, например, лавовым каналам . Этот термин также традиционно используется для описания безводной поверхности Венеры .
Инициирование канала относится к участку на склоне горы, где вода начинает течь между идентифицируемыми берегами. [1] Это место называется началом канала и отмечает важную границу между склоновыми процессами и речными процессами. [1] Верх русла представляет собой наиболее наклонную часть сети каналов и определяется течением воды между определенными идентифицируемыми берегами. [1] Головка канала формируется по мере того, как наземный поток и/или подземный поток накапливаются до точки, где напряжение сдвига может преодолеть сопротивление эрозии поверхности земли. [1] Вершины каналов часто связаны с коллювием , впадинами и оползнями . [1]
Сухопутный поток является основным фактором возникновения канала, когда насыщенный сухопутный поток углубляется, увеличивая напряжение сдвига и начинаю врезку канала. [1] Сухопутные потоки сходятся в топографических впадинах, где начинается зарождение русла. Состав почвы, растительность, осадки и топография определяют количество и скорость сухопутного стока. Состав почвы определяет, насколько быстро происходит насыщение, а прочность сцепления замедляет унос материала из наземных потоков. [1] Растительность замедляет скорость инфильтрации во время осадков, а корни растений закрепляют почву на склонах холмов. [1]
Подземный поток дестабилизирует почву и выходит на поверхность на склонах холмов, где часто образуются верхушки каналов. Это часто приводит к резким подъемам русла и оползням. Впадины образуются из-за концентрированных подземных потоков, где концентрации коллювия находятся в постоянном движении. [1] Вершины каналов, связанные с впадинами на крутой местности, часто мигрируют вверх и вниз по склонам холмов в зависимости от поступления наносов и осадков.
Естественные каналы образуются в результате речных процессов и встречаются по всей Земле . Они в основном образуются за счет текущей воды из гидрологического цикла , хотя также могут быть образованы другими жидкостями, например, текущая лава может образовывать лавовые каналы . Каналы также описывают более глубокое течение через риф , песчаную косу , залив или любой мелкий водоем. Примером реки, протекающей через песчаную косу, является Бар Колумбия — устье реки Колумбия .
Русло ручья – это физическая граница ручья ( реки ) , состоящая из русла и берегов . Потоковые каналы существуют в различной геометрии. Развитие русла ручья контролируется движением воды и наносов . Существует разница между ручьями с низким уклоном (уклон менее пары процентов или с небольшим наклоном) и ручьями с высоким уклоном (крутой уклон). Можно выделить большое разнообразие типов русел (например, разветвленные реки , блуждающие реки, однониточные извилистые реки и т. д.). Во время паводков поток воды может превысить пропускную способность канала, и паводковые воды будут выливаться из канала и попадать по дну долины , пойме или водосборной площади .
Примеры рек, застрявших в своих руслах: Гранд-Каньон и Черный Каньон Ганнисона .
В более широком морском контексте, как географическое название, термин «канал» — это другое слово, обозначающее пролив , который определяется как относительно узкий водоем, соединяющий два больших водоема. В этом морском контексте термины «пролив» , «канал» , «звук » и «проход» являются синонимами и обычно взаимозаменяемы. Например, на архипелаге воду между островами обычно называют каналом или проходом . Ла -Манш — пролив между Англией и Францией.
Форма канала описывается с точки зрения геометрии (плана, сечения, профиля), заключенной в материалах его русла и берегов. Эта форма находится под влиянием двух основных сил: сброса воды и поступления наносов. Для эродируемых каналов взаимная зависимость ее параметров может быть качественно описана принципом Лейна (также известным как соотношение Лейна ): [2] произведение нагрузки наносов и размера русла Бухары пропорционально произведению расхода и уклона русла. [3]
Термин « судоходный канал » используется как морской термин для обозначения полосы движения судов, часто размеченной (ср. Буй ) и иногда углубленной . Торесен различает несколько категорий каналов: от A (подходящего для дневной и ночной навигации с гарантированной глубиной фарватера ) до D без навигационных средств и капитану судна предоставляются только приблизительные глубины . [4] Что касается дноуглубления , каналы могут быть неограниченными (достаточно широкими, чтобы вместить 10-15 ширин самого крупного корабля, используемого в этом канале), полуограниченными с ограниченным дноуглублением на мелководье и полностью ограниченными , когда весь канал дноуглубительные работы [4] Последний канал, полностью созданный руками человека, часто называют каналом , [5] примером которого является Панамский канал [6] .
Этот термин включает не только глубокие дноуглубительные работы, пригодные для судоходства, части устья или реки, ведущие к портовым сооружениям, но также и меньшие каналы, ведущие к лодочным портовым сооружениям , таким как пристани для яхт . Когда дноуглубительные каналы пересекают илистое или песчаное дно залива, часто возникает необходимость в повторных дноуглубительных работах из-за нестабильного последующего движения донных грунтов. [7]
Ответственность за мониторинг условий судоходства на судоходных каналах различных портовых сооружений различна, а фактические работы по техническому обслуживанию часто выполняются третьей стороной. Штормы, волнение моря, наводнения и сезонные отложения отрицательно влияют на судоходство . В США навигационные каналы контролируются и обслуживаются Инженерным корпусом армии США (USACE), хотя дноуглубительные работы часто выполняются частными подрядчиками (под наблюдением USACE). USACE также контролирует качество воды и проводит некоторые восстановительные работы. Впервые это было установлено в соответствии с Законом о реках и гаванях 1899 года и изменено в соответствии с законами 1913, 1935 и 1938 годов. Например, USACE разработало Береговой водный путь и имеет подразделение долины Миссисипи , ответственное за реку Миссисипи от Персидского залива до Каира. , Иллинойс , Североатлантическое подразделение для гавани Нью-Йорка и порта Бостона , а также Южно-Тихоокеанское подразделение для портов Лос-Анджелеса и Лонг-Бич . Полицейская деятельность на водных путях, а также некоторые меры реагирования на аварийные разливы подпадают под юрисдикцию береговой охраны США , включая внутренние каналы, обслуживающие такие порты , как Сент-Луис, в сотнях миль от любого побережья. Различные правительства штатов или местные органы власти поддерживают меньшие каналы, например, бывший канал Эри .