Русловые процессы

Изложены сведения о механических и гидравлических характеристиках наносов и методах их расчетов. Выполнена оценка современного состояния теории движения наносов и методов их расчетов. Представлены результаты исследований по воздействию пойменных потоков на транспорт наносов в русле.
Изложены основы применения теории саморегулирующихся систем в гидрологии и роли наносов и русловых процессов в саморегулировании системы бассейн-речной поток-русло. Обозначены два аспекта теории русловых процессов: гидродинамический и гидроморфологический; и возможности их применения к расчету русловых деформаций как в естественных условиях, так и под воздействием гидротехнических сооружений и водохозяйственных мероприятий.
Учебник предназначен для студентов-гидрологов, магистрантов и аспирантов гидрометеорологического университета и географических факультетов государственных университетов. Он может быть использован специалистами, работающими в области гидрологии, водного хозяйства, мелиорации, речной гидравлики и гидротехники.

The book presents information on the mechanical and hydraulic characteristics of bed loads and methods for their calculation. An analysis of the state of the art in the floodplain load movement theory and transport of loads in the channel is performed. Fundamentals of the theory of self-regulating systems in hydrology, and the role of loads and channel processes in the self-regulating basin - river flow - channel system are discussed. Two aspects in the channel processes theory are defined, hydrody-namic and hydromorphological ones, as well as their potentials in application to calculation of their deformations both under natural conditions and under the impact of hydraulic engineering structures and water economy activities.
The textbook is intended for undergraduates, Master's and PhD students of hydrology at hydrometeorological universities and faculties of geography of state universities. It will also be useful to experts engaged in hydrology, water economy and hydraulic engineering.

Содержание
Предисловие
Введение
1. Механизм формирования и движения наносов
1.1. Основные характеристики грунтов и наносов
1.2. Механические характеристики грунтов и наносов
1.3. Гидравлические характеристики грунтов и наносов. Гидравлическая крупность
1.4. Поведение частиц грунтов и наносов в турбулентном потоке, условия стесненного обтекания
1.5. Критические скорости сдвига и срыва зерен на дне потока. Условия устойчивости зерен на дне
1.6. Критические скорости для связных грунтов
1.7. Связь между гидравлической крупностью и критическими скоростями
1.8. Механизм перемещения наносов в потоке
1.9. Взвешенные наносы. Диффузионная теория
1.10. Распределение мутности по глубине потока
1.11. Донные наносы
1.12. Грядовый режим перемещения наносов
1.13. Формулы для расчета расходов донных наносов
1.14. Оценка эффективности расчетных методик и формул для определения расходов донных наносов
1.15. Влияние различных параметров потока и русла на транспортирующую способность потока
1.16. Методы расчета стока наносов
1.17. Критерии деления наносов на взвешенные и донные. Переход взвешенных наносов в донные и обратно
1.18. Соотношение расходов взвешенных и донных наносов
1.19. Влияние поймы на транспорт наносов русловыми потоками
2. Русловые и пойменные процессы и их типизация
2.1. Гидродинамический и гидроморфологический подходы к разработке теории русловых процессов
2.2. Система уравнений для расчета деформаций
2.3. Основные положения гидроморфологической теории руслового процесса и определение понятия "русловой процесс"
2.4. Значение типизации руслового процесса, предпосылки к ее созданию
2.5. Классификация речных русел
2.6. Типизация русловых процессов ГГИ. Общая схема
2.7. Ленточногрядовый и побочневый типы руслового процесса
2.8. Меандрирование. Современные представления о причинах меандрирования
2.9. Свободное меандрирование
2.10. Незавершенное меандрирование
2.11. Пойменная многорукавность
2.12. Русловая многорукавность
2.13. Типизация речных пойм
2.14. Особенности русловых процессов на горных реках
2.15. Селевые потоки и методы борьбы с ними
2.16. Картирование русловых процессов
2.17. Натурные и камеральные гидроморфологические исследования
3. Роль наносов и русловых процессов в саморегулирующейся системе бассейн-речной поток-русло
3.1. Система бассейн-речной поток-русло и ее составляющие
3.2. Бассейн реки и его роль в формировании и регулировании стока наносов
3.3. Сток наносов и русловые процессы в саморегулирующейся системе бассейн-речной поток-русло
3.4. Природные факторы, ограничивающие процесс саморегулирования в исследуемой модели
4. Антропогенное воздействие на русловые процессы
4.1. Принципы прогнозирования русловых деформаций
4.2. Развитие русловых процессов в условиях зарегулированного водного режима
4.3. Русловые деформации в верхних бьефах регулирующих водохранилищ. Заиление водохранилищ взвешенными и занесение донными наносами
4.4. Деформации берегов водохранилищ
4.5. Воздействие водохранилищ на речные поймы и некоторые экологические последствия их возведения
4.6. Русловые деформации в нижних бьефах гидроузлов
4.7. Местный размыв нижнего бьефа
4.8. Общий размыв и методы расчета деформации русел в нижних бьефах гидроузлов
4.9. Русловые деформации, вызываемые сооружением мостовых переходов
4.10. Воздействие карьеров в руслах и на поймах рек на гидравлику потоков и русловые процессы
4.11. Деформации русел неукрепленных земляных каналов
4.12. Влияние регулирования русел и дноуглубительных работ на гидравлику потоков и русловые процессы
4.13. Дамбы обвалования и их влияние на русловые процессы и экологию
4.14. Влияние урбанизации территорий на русловые процессы и процессы формирования пойм
4.15. Принципы размещения локальных инженерных сооружений на берегах и в руслах рек
4.16. Задачи исследований русловых процессов на современном этапе развития водного хозяйства
Литература

Contents
Foreword
Introduction
1. The mechanism of formation and movement of loads
1.1. The basic properties of grounds and loads
1.2. Mechanical characteristics of grounds and loads
1.3. Hydraulic characteristics of grounds and loads. Hydraulic coarseness
1.4. Behaviour of particles of grounds and loads in a turbulent flow, conditions of constrained flow
1.5. Critical velocities of shear and separation of grains at the bottom of a stream. Conditions of resistance of grains at the bottom
1.6. Critical velocities for cohesive soils
1.7. Connection between hydraulic coarseness and critical velocities
1.8. The mechanism of transport of load in a stream
1.9. Suspended load. The diffusion theory
1.10. Distribution of turbidity along the stream depth
1.11. Bed load
1.12. Ridge regime of load transport
1.13. Formulas for calculation of bed load discharges
1.14. Estimation of efficiency of calculation techniques and formulas for determination of bed load
1.15. Effect of various flow and channel parameters on the carrying capacity of a stream
1.16. Computational methods of load discharge
1.17. Criteria for classification of loads into suspended and bed loads. Transition of suspended load into bed load and vice versa
1.18. The ratio of discharges of suspended and bed loads
1.19. The influence of floodplain on transport of loads via channel flows
2. Channel and floodplain processes and their typ1fication
2.1. Hydrodynamical and hydromorphological approaches to development of the theory of channel processes
2.2. Set of equations for calculations of deformations
2.3. Fundamentals of the hydromorphological theory of channel processes and definition of the concept "channel process"
2.4. Importance of typification of channel process; preconditions to its formation .
2.5. Classification of river channels
2.6. Typification of channel processes developed at the GGI (State Hydrological Institute). General concept
2.7. Band-ridge and lateral types of channel processes
2.8. Meandering. The modem concepts on the causes for meandering
2.9. Free meandering
2.10. Uncompleted meandering
2.11. Floodplains with many arms
2.12. Channel systems with many arms
2.13. Typification of fluvial floodplains
2.14. Features of channel processes on mountain rivers
2.15. Mud streams and methods of defence against them
2.16. Mapping of channel processes
2.17. Natural and chamber hydromorphological research
3. The role of loads and channel processes in the self-regulating basin - streamflow channel system
3.1. The basin - streamflow - channel system and its components
3.2. River basin and its role in formation and regulation of load discharge
3.3. Load discharge and channel processes in the self-regulating basin - streamflow - channel system
3.4. The natural factors limiting the self-regulation process in the system under study
4. Anthropogenic impact on channel processes
4.1. Principles of forecasting channel deformations
4.2. Development of channel processes under conditions of regulated water regime
4.3. Channel deformations in the upper pools of regulating water reservoirs. Silting of water reservoirs by suspended load and covering by bed load
4.4. Deformation of coasts of water reservoirs
4.5. Influence of water reservoirs on floodplains and some environmental implications of their construction
4.6. Channel deformations in the lower pools of hydraulic projects
4.7. Local scour of the downstream pool
4.8. General scour and a computational method for channel deformation in the downstream pools of hydraulic projects
4.9. Channel deformations caused by construction of bridges
4.10. Influence of quarries in the channels and on floodplains on flow hydraulics and channel processes
4.11. Channel deformations in unlined earth canals
4.12. Effect of channel regulation and channel dredging on hydraulics of streams and channel process
4.13. Levees and their effect on channel process and the environment
4.14. Effect of urbanization on channel process and floodplain formations processes
4.15. Principles of location of local engineering structures on river banks and in channels
4.16. Research problems of channel processes at the present stage of water economy development
References