Речной сток и русловые процессы

УДК 556.537(476)(075.8)+556.16(282)(476)(075.8) 
ББК 26.222.5(4Беи)я73 
 
М15

Р е ц е н з е н т ы : 
кандидат географических наук,  
доцент С. В. Андрушко; 
кандидат географических наук,  
доцент Е. В. Матюшевская

М15
Макаревич, А. А.
Речной сток и русловые процессы : пособие / А. А. Макаревич, А. Е. Яротов. – Минск : БГУ, 2019. – 115 с. : ил.
ISBN 978-985-566-752-1.

Рассматриваются вопросы формирования речного стока и связанных 
с ним русловых процессов с учетом физико-географических условий Беларуси, а также хозяйственной деятельности в руслах и на водо сборах рек. 
Даны рекомендации для проведения исследований русловых процессов 
в целях гидротехнического проектирования, комплексного использования и охраны водных ресурсов республики.
Для студентов учреждений высшего образования, обучающихся по 
специальности 1-31 02 02 «Гидрометеорология».

УДК 556.537(476)(075.8)+556.16(282)(476)(075.8) 
ББК 26.222.5(4Беи)я73

 
ISBN 978-985-566-752-1 
© Макаревич А. А., 

 
 
Яротов А. Е., 2019 

 
© БГУ, 2019

Предисловие

Дисциплина «Речной сток и русловые процессы» входит в состав теоретических и практических дисциплин 
подготовки специалистов гидрометеорологического профиля в Республике Беларусь на факультете географии 
и гео информатики Белорусского государственного университета.
Цель изучения дисциплины «Речной сток и русловые 
процессы» – дать студентам необходимые знания об особенностях формирования речного стока и его влиянии 
на русловые процессы.
В пособии излагаются основы учения о русловых процессах, которые рассматриваются в комплексе с эрозионными процессами и как специфические природные 
явления, играющие важную роль в развитии рельефа гидрографической сети.
Описываются динамика водных потоков,  механизм 
эрозии и движение наносов. Даются рекомендации по 
практическому использованию теории русловых процессов 
в целях водохозяйственного проектирования и строительства с учетом физико-гео графических условий и особенностей хозяйственной деятельности в Республике Беларусь.
По тематике и объему содержание пособия согласуется 
с аналогичными учебными изданиями, которые разработаны на географических факультетах университетов, в частности Российской Федерации, но отличаются спецификой 
русловых процессов в условиях Республики Беларусь. Библиографические ссылки включают труды ученых-класси

ков, а также новейшие республиканские нормативные документы и издания.
Приобретенные знания и практические навыки будут 
способствовать более глубокому усвоению смежных дисциплин гидрологического цикла, таких как «Гидравлика 
и инженерная гидрология», «Гидрологические прогнозы», 
«Гидрологические расчеты» и др.

1. оБЩие сведеНиЯ о рУсловЫХ ПроЦессАХ

1.1. основные понятия

Речной сток в широком смысле – главный элемент материкового 
звена глобального круговорота вещества и энергии. Речной сток – это 
одновременно и характеристика количества стекающей воды, и процесс стекания воды в речных системах.
Водные потоки, воздействуя на земную поверхность, производят 
разрушение и смыв слагающих ее горных пород и почв, перемещение разрыхленного материала вниз по течению и, наконец, отложение 
(или многократное переотложение) последнего на относительно низких уровнях либо там, где поток прекращает свое существование (например, втекая в водоем).
Все водные потоки на поверхности суши делятся на три основных 
звена [1]:
1) нерусловые потоки талых или дождевых вод, текущие по поверхности склонов и производящие смыв почвы;
2) русловые временные потоки, текущие по ложбинам, лощинам, оврагам, балкам и производящие размыв покровных пород;
3) реки – постоянные русловые потоки, протекающие в долинах, 
врезанные в водоносные горизонты (иногда и в коренные породы) до 
некоторого базисного уровня.
Продукты эрозии перемещаются потоками первого (верхнего) звена только в пределах длины склона, потоками второго звена – до ближайшего местного базиса эрозии. Лишь реки переносят твердый материал на большие расстояния.
Во всех звеньях прослеживается тесная связь между эрозией и аккумуляцией. Эрозионно-аккумулятивные процессы в этих звеньях расчленяются на процессы эрозии почв, овражной эрозии и русловых процессов. Эрозия почв и овражная эрозия часто объединяются термином 
«эрозионные процессы временных потоков».

Русловые процессы в реках непрерывны и постоянно изменяются 
в зависимости от гидрологического режима [2]. Интенсивность, характер и направленность русловых процессов определяются взаимодействием движущейся воды, перемещаемых водой наносов и слагающих 
ложе потока грунтов. Под влиянием этого взаимодействия возникают 
различные формы русла, которые, в свою очередь, становятся фактором, влияющим на гидравлические параметры потока.
Количество твердого материала, перемещаемого водными потоками с материков в океаны и в большие глубокие озера, составляет около 
17,0 млрд т/год. Для сравнения: около 3,5 млрд т/год растворенных веществ переносится реками и подземными водами и лишь 3 млрд т/год 
перемещают с суши в океаны остальные виды денудации – ветер, ледники и т. д.
Глобальные эрозионно-аккумулятивные циклы геологического масштаба времени проявляются в круговороте наносов, когда в разных районах планеты сменяется характер этих циклов: эрозия осадочных пород 
на материке – смыв наносов в океан – тектоническое поднятие и превращение морских отложений в сушу – эрозия этих отложений и т. д.
В каждый конкретный момент можно говорить лишь о направленном поступлении наносов с суши в Мировой океан. Основным переносчиком продуктов эрозии в океан является речной сток.

1.2. развитие исследований русловых процессов

На протяжении нескольких веков в соответствии с запросами практики речные русла оказались предметом исследований естественных 
(гидрология и геоморфология) и технических (гидротехника и гидродинамика) дисциплин, на основе которых получено решение многих 
общих и частных задач русловых процессов [3].
Первые исследования процессов в речных руслах относятся к средним векам. Уже Галилео Галилей (1564–1642) консультировал проект 
спрямления излучин Тибра, разработанный с целью снизить уровни 
половодий, затопляющих Рим.
В XVIII–XIX вв. на реках Европы производились исследования для 
обоснования проектов улучшения судоходных условий. Проекты включали прогноз изменения глубины, что давало возможность определить 
экономический эффект намеченных работ.
Развернувшаяся в конце XIX – начале XX в. «борьба за глубины» 
между сторонниками выправления и углубления рек привела к необ

ходимости научного обоснования целого комплекса проблем русловых 
процессов. Особенно обострились эти проблемы в связи с реализацией 
нескольких неудачных проектов выправления рек. В 1892–1904 гг. был 
проведен ряд съездов российских деятелей по водным путям и международных конгрессов по судоходству. В дискуссиях о способах улучшения судоходных условий зарождались первые научные представления 
о русловом процессе.
Потребность в прогнозах изменений глубин способствовала зарождению науки о русловых процессах как самостоятельной дисциплины, основоположниками которой в России были крупные инженеры 
и ученые-гидротехники В. М. Лохтин и Н. С. Лелявский.
В 1897 г. В. М. Лохтин опубликовал первую крупную работу «О механизме речного русла», в которой были заложены научные основы русловых процессов. Его идеи сводились к следующему. Деформации речных русел и пойм и морфологические образования являются следствием 
транспорта наносов, т. е. их переотложением в процессе перемещения 
потоком вниз по течению. Основную их часть поток получает со своего 
водосбора. Количество наносов, поступающих в поток, для последующего транспортирования им до водоприемника будет зависеть от уклонов водосбора (определяют скорость стекания), слагающих их грунтов 
(определяют состав и крупность наносов) и расхода воды (водности). 
Первым исследователем скоростной структуры речных потоков был современник Лохтина Н. С. Лелявский, разработавший схемы течений.
Среди зарубежных исследователей конца XIX – начала XX в. выделяются французские инженеры Л. Фарг, установивший ряд закономерностей формирования речных излучин, и Г. Жирардон, предложивший 
первую классификацию речных перекатов.
После Октябрьской революции в Советском Союзе начинается интенсивное изучение рек. В Ленинграде и Москве формируются крупные 
научные центры. Так, уже в 1919 г. в Ленинграде был организован Государственный гидрологический институт, а позднее – Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники имени Б. Е. Веденеева. 
В Москве изучение русловых процессов в основном концентрируется 
в Московском государственном университете имени М. В. Ломоносова.
Именно в данный период бурно развиваются исследования в области русловых процессов, связанные с именами таких ученых, как 
М. А. Великанов, В. Н. Гончаров, В. М. Маккавеев и др., разработавших теоретические основы русловых процессов и сформировавших их 
в самостоятельную дисциплину.

После создания Московского гидрометеорологического института 
в 1930 г. в нем усилиями М. А. Великанова был написан и прочитан курс 
лекций «Динамика русловых потоков», на основании которого в 1946 г. 
был издан первый учебник.
В работах многих гидрологов установлены зависимости таких морфометрических характеристик русла, как ширина и глубина, от расходов воды, уклонов и грунтов. Среди них наиболее известны гидроморфологические зависимости М. А. Великанова, В. Г. Глушкова, имеющие 
наиболее обобщенный вид.
Дальнейшее развитие исследований по русловым процессам связано 
с ленинградской, московской и другими научными школами, имевшими хорошую экспериментальную базу (Н. Е. Кондратьев, И. В. Попов, 
Н. И. Маккавеев, Р. С. Чалов и др.). Крупные работы были выполнены 
и в ряде зарубежных стран: США, Англии, Нидерландах, Италии и др. 
(Л. Б. Леопольд и М. Ж. Вольман и др.).
В результате сформировались два направления исследований теории русловых процессов – гидродинамическое и гидроморфологическое. Они имеют свои области применения и существенно дополняют 
друг друга. Их дальнейшее развитие направлено на создание единой теории русловых процессов, включающей достижения как гидродинамического, так и гидроморфологического направлений.
Одновременно с теорией русловых процессов осуществляется разработка ее наиболее сложной составляющей – теории пойм. На основе 
комплексного подхода к проблеме пойм была теоретически обоснована концепция, объединяющая в себе морфологию и гидравлику пойм. 
В этом направлении следует отметить исследования Н. И. Маккавеева, 
И. В. Попова, Н. Б. Барышникова, Р. С. Чалова и др.
Результаты исследований на рубеже XX–XXI вв., посвященных различным аспектам движения наносов и русловых процессов как в естественных условиях, так и при антропогенном воздействии (включая 
прогноз русловых деформаций), опубликованы в серии монографий, 
учебников и методических пособий Н. И. Алексеевского, Р. С. Чалова, 
К. М. Берковича, Н. Б. Барышникова и др.
В XXI в. в Российском государственном гидрометеорологическом 
университете под руководством Н. Б. Барышникова было выполнено 
исследование принципиально нового направления, посвященного роли 
русловых процессов в саморегулирующейся системе «бассейн – речной 
поток – русло» с учетом антропогенного воздействия на эту систему. 
Следует отметить работы зарубежных авторов – А. Раудкиви, Г. Чанга, 
Т. Чена и др., а также голландской лаборатории в г. Дельфте.

За последние годы выполнен значительный объем теоретических, 
лабораторных и натурных исследований, что позволило по-новому подойти к решению ряда принципиальных вопросов. Результаты этих исследований служат теоретической основой для проектирования водохозяйственных мероприятий (дноуглубление, карьерные разработки, 
агро- и лесомелиорация и др.) и различных гидротехнических сооружений (водохранилища, мостовые переходы, линии электропередачи 
(ЛЭП), водозаборы и др.).

1.3. Значение учения о русловых процессах 
для народного хозяйства

Изучение русловых процессов имеет большое значение для решения задач, выдвигаемых многочисленными запросами практики. Любая отрасль народного хозяйства, предприятия которой расположены 
в речных долинах или использующая водные ресурсы, в той или иной 
мере должна учитывать деятельность реки.
Процессы, протекающие в естественных условиях в масштабах гео
логического и исторического времени, а также крупные изменения природных условий, вызванные сооружением водохранилищ, водозаборов, 
преобразованием русел рек, переброской стока, сведением лесов и распашкой земель, привели к существенным изменениям руслоформирующей деятельности рек.
Одним из наиболее давних «потребителей» теории руслового процесса является водный транспорт. Для улучшения судоходных условий 
в связи с ростом перевозок речным флотом проводятся работы по регулированию русел. Часто это происходит в комплексе с добычей полезных ископаемых. Чтобы эти работы были достаточно эффективны, 
необходимо максимальное использование руслоформирующей деятельности самого потока. Поэтому познание закономерностей руслового 
режима рек и обоснование прогноза русловых деформаций составляют основу проектирования судоходных трасс и карьерных разработок. 
В Беларуси протяженность водных путей в настоящее время превышает 
1,8 тыс. км. Судоходство осуществляется по таким рекам, как Припять, 
Днепр, Березина, Сож, Неман и Западная Двина.
Возведение крупных гидротехнических сооружений (ГТС) на реках требует прогнозов русловых деформаций, которые могут произойти 
вследствие изменения режима реки или создания нового базиса эрозии. 
В верхних и нижних бьефах гидроузлов происходят существенные изменения русловых процессов. Если из-за недостаточного учета русловых 

деформаций возникает ошибка в прогнозе, то это приводит к большим 
дополнительным капиталовложениям на реконструкцию ГТС.
Строительство мостовых переходов, водозаборов, набережных, трубопроводов, ЛЭП и других сооружений также не может обойтись без 
учета русловых процессов. Кроме того, все эти сооружения изменяют 
условия протекания речного потока и, следовательно, вызывают целый ряд новых явлений в его руслоформирующей деятельности, которые необходимо предвидеть, чтобы обеспечить сохранность и работу 
самих сооружений.
Крупные переброски стока не только приводят к появлению искусственно созданных русел, но и вызывают изменения руслоформирующей деятельности рек-«доноров», из которых будет изыматься часть 
стока, и рек-«приемников», водность которых возрастает (пример – 
Вилейско-Минская водная система).
Важная область применения теории русловых процессов – сельское 
и лесное хозяйство, мелиорация земель. Распашка территорий, сведение 
лесов, неумеренный выпас скота, необоснованные проекты мелиорации 
земель и другие воздействия, обусловливающие уничтожение естественного растительного покрова, – все это создает предпосылки для развития ускоренной эрозии почв. Продукты смыва почв, поступая в конечном счете в речную сеть, оказывают влияние на морфологию и динамику 
речных русел. Происходит спрямление и отмирание малых рек, обмеление перекатов на средних и даже крупных реках, активизируются размывы берегов и опесчанивание пойменных и мелиорированных земель.
Поэтому при решении крупных народнохозяйственных проблем вопросы строительства ГТС и других сооружений на реках, регулирования речных русел, защиты почв от эрозии и т. д. должны рассматриваться в едином комплексе. Практика показала, что научно обоснованные 
прогнозы русловых деформаций, приемы и методы регулирования русел экономически эффективны во всех отраслях народного хозяйства, 
связанных с использованием рек и их водосборов.

1.4. Зональность русловых процессов 
и физико-географическая среда

Эрозионно-аккумулятивные и русловые процессы нельзя рассматривать как цепи явлений, развитие которых происходит изолированно от физико-географической среды, без учета особенностей, характеризующих ландшафт водосбора.