Учебно-методическое пособие: рабочая программа «Русловедение» для студентов 4 курса специальности «Гидрология»

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор по учебной работе

_________________

_________________ 2013 г.

Учебно-методическое пособие:

рабочая программа «Русловедение» для студентов 4 курса специальности «Гидрология»

«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:

Автор работы _______________

« » ____________________ 2013 г.

Рассмотрено на заседании кафедры геоэкологии.

Соответствует требованию к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем стр., тираж_______ экз.

Завкафедрой _________________

«23» сентября 2013 г.

Рассмотрено на заседании УМК (ИНЗЕМ ТюмГУ, 29.09.2013, № 2)

Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК________________________

« 29» сентября 2013 г.

«СОГЛАСОВАНО»

Зав. методическим отделом УМУ_______________ / /

« »___________________ 2013 г.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ НАУК О ЗЕМЛЕ

КАФЕДРА ГЕОЭКОЛОГИИ

РУСЛОВЕДЕНИЕ

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов специальности

«Гидрология»

Издательство

Тюменского государственного университета

2013

УДК

ББК

Ж

. Русловедение: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа по дисциплине «Русловедение» для студентов ОДО специальности «Гидрология». Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2013.

Рабочая программа включают тематический план изучения дисциплины, темы практических занятий, перечень вопросов к экзамену, список основной и дополнительной литературы, дополнительную информацию (предлагаемые темы рефератов).

Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования к обязательному минимальному содержанию и уровню подготовки специалистов по специальности «Гидрология»

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР:

© ГОУ ВПО Тюменский государственный университет, 2013

© Издательство Тюменского государственного университета, 2013

© , 2013

1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

В учебной дисциплине «Русловедение» рассматривается строение и формирование речных русел, осуществляемое русловыми процессами в определенных внешних условиях формирования русел. Все эти участники формирования русел неоднородны в пространстве, изменчивы во времени и постоянно взаимодействуют. Эти обстоятельства послужили основаниями установления общих законов формирования русла, которым также уделено необходимое внимание. В результате взаимодействий между формой русла (его рельефом и русловым потоком), русловыми процессами и внешними условиями их формирования происходят все изменения строения русла: его миграции, формирование продольного профиля, аллювия, форм и элементов руслового рельефа – и обеспечивается формирование геоморфосистем более высокого порядка, чем русло: днища долины и речной долины в целом. Систематичность изложения данных основывается не только на учёте и рассмотрении связей и взаимодействий участников руслоформирования, но и на различных классификациях: морфодинамических типов русла, русловых процессов, иерархии (порядковой структуры) форм руслового рельефа, направлений и характера миграций русла, типов русел (по различным признакам), которые обоснованы и представлены студентам. Вместе с фактическими данными в рамках курса постоянно преподаются методы и навыки их анализа и применения на практике.

Объем курса 72 часа, из них 17 ч. лекций, 17 ч. практических занятий, 38 ч. самостоятельной работы.

 Цель курса: получение студентами знаний о строении русла, русловых процессах и внешних природных условиях формирования русел, о строении и формировании продольного профиля водотока, аллювиальных отложений, о взаимосвязях и взаимодействиях форм русла и руслового рельефа, русловых процессов и внешних условий формирования русел; навыков их анализа и применения на практике.

Задачи курса: 1. Выработать у студентов точные представления о русловедении - научной и прикладной дисциплине на стыке геоморфологии, гидрологии, гидравлики, наук и научных дисциплин, изучающих внешние условия формирования русла.

2. Дать знания о строении рельефа, морфологических, морфометрических и морфодинамических характеристиках речных русел, русловых водотоков и их элементов, об основных законах формирования русла и деятельности русловых водотоков.

3. Сообщить сведения о разнообразии, характере и режимах действия русловых процессов.

4. Охарактеризовать весь спектр природных и антропогенных внешних условий формирования русел и русловых потоков. Показать влияние их и их изменений на строение и формирование русел и русловых потоков.

5.Привить навыки анализа строения русел, русловых процессов и состояний условий их формирования, связей и взаимодействий между ними.

6. Ознакомить с основными методами исследований строения русла, руслового рельефа, русловых процессов, внешних условий формирования русел и выработать навыки их применения.

7. Научить работать с литературой, ставить вопросы по содержанию курса, делать доклады и вести научные дискуссии.

2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ План ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Тема 1. Общая характеристика русловедения. Объект и предмет исследований. Положение русловедения в системе наук. Связи русловедения с другими науками и научными дисциплинами.

Тема 2. Структура и история становления русловедения. Основные его направления: географическое, теоретическое, инженерное, экологическое – и их составные части.

Тема 3. Общие законы эрозионных и русловых процессов.

Тема 4. Система «поток-русло». Её строение, свойства, взаимодействия элементов системы. Саморазвитие, саморегуляция, самоорганизация системы «поток-русло» - свойства, определяющие устойчивость её развития. Формирование русла. Русловые процессы, основное их содержание.

Тема 5. Двойственная природа русловых процессов (на основе действия закона о взаиморегулировании потока и русла). Дискретность и континуальность русловых процессов.

Тема 6. Строение и формирование русел различных морфодинамических типов. Критерии выделения относительно прямолинейных, извилистых (меандрирующих) и разветвлённых русел. Переходные формы между основными морфодинамическими типами русла. Относительно прямолинейные неразветвлённые русла. Неустойчивость прямолинейного движения воды в потоке. Условия формирования и устойчивости относительно прямолинейных неразветвлённых русел, их разновидности и географическое распространение.

Тема 7. Извилистые (меандрирующие) русла. Повороты и излучины русла, различия между ними. Причины формирования излучин. Их морфология, типизация, формирование. Географическое распространение и особенности развития излучин в различных природных условиях.

Тема 8. Разветвлённые русла. Причины и условия формирования разветвлений. Русловая и пойменная многорукавность. Формирование разветвлённых русел и их рукавов под действием 1)распределения стока воды и наносов по рукавам; 2)изменений стока воды и наносов. Типизация и географическое распространение разветвлённых русел.

4. ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Общая характеристика русловедения. Анализ содержания объекта и предмета его исследований, их соотношения; связей наук и научных дисциплин, изучающих отдельные элементы объекта исследований русловедения и на этой основе – определение (уточнения) положения русловедения в системе наук. (2 часа.)

2. Структура и история становления русловедения. Рассмотрение и анализ содержания основных направлений русловедения и их составных частей, взаимосвязей между ними, а также – с другими науками и научными дисциплинами, их исторического развития. (2 часа.)

3. Общие законы эрозионных и русловых процессов. Рассмотрение их содержания, предпосылок установления, областей применения. Анализ их действия. (2 часа.)

4. Система «поток-русло». Рассмотрение её строения, свойств, внутренних и внешних взаимодействий. Выявление и анализ свойств саморазвития, саморегуляции, самоорганизации системы «поток-русло» и конкретные определения характера, степени и пределов устойчивости её развития. Формирование русла. Рассмотрение русловых процессов, характера, режима и результатов их (взаимо)действий в их основных чертах. (2 часа.)

5. Двойственная природа русловых процессов (на основе действия закона о взаиморегулировании потока и русла). Дискретность (прерывистость) и континуальность (непрерывность) русловых процессов. Выявление и анализ содержания и соотношений этих свойств русловых процессов. Прерывисто-непрерывный характер действия русловых процессов. Рассмотрение его на конкретных примерах. (2 часа.)

6. Строение и формирование русел различных морфодинамических типов. Исследование и выработка навыков применения критериев выделения относительно прямолинейных, извилистых (меандрирующих) и разветвлённых русел. Характеристика переходных форм между основными морфодинамическими типами русла. Анализ строения и формирования относительно прямолинейных неразветвлённых русел. Неустойчивость прямолинейного движения воды в потоке – главное основание принципиальной неустойчивости относительно прямолинейных неразветвлённых русел. Сопряжённый с этим свойством руслового потока анализ условий формирования и устойчивости относительно прямолинейных неразветвлённых русел. Их разновидности и географическое распространение. (3 часа.)

7. Извилистые (меандрирующие) русла. Сравнительный анализ морфологии и причин формирования поворотов и излучин русла с установлением различий между ними. Рассмотрение причин и процессов формирования излучин и их морфологии как результата взаимодействий между ними с целью типизации излучин. Анализ географического распространения и особенностей развития излучин в различных природных условиях. (2 часа.)

8. Разветвлённые русла. Анализ причин и условий формирования разветвлений с их подразделением по степени их благоприятности для формирования разветвлённых русел, а также – русел иных морфодинамических типов. Рассмотрение русловой и пойменной многорукавности с установлением различий между ними. Разработка вариантов формирования разветвлённых русел и их рукавов под действием 1)распределения стока воды и наносов по рукавам; 2)изменений стока воды и наносов. Проведение типизации и анализ географического распространения разветвлённых русел. (2 часа.)

Контрольные вопросы к экзамену

1.Русловедение. Определение. Структура. Место в системе наук.

2.Объект и предмет исследований русловедения. Связи русловедения с другими науками и научными дисциплинами.

3.Основные законы формирования русла.

4.Общие законы эрозионных и русловых процессов.

5.Система «поток-русло».

6.Русловой поток – один из видов водных потоков. Условия формирования русла.

7.Русловые процессы. Варианты определений. Виды русловых процессов.

8.Эрозионная и аккумулятивная направленность русловых процессов.

9.Виды транспортировки (перемещения) наносов русловыми потоками.

10.Грядовое и бесструктурное перемещение наносов.

11.Руслоообразующие наносы.

12.Руслоообразующие расходы.

13.Варианты управляющих соотношений руслового потока и русла. Условия их реализации в формировании русла.

14.Внутренние и внешние условия формирования русла.

15.Миграции русел и их классификация.

16.Русловые деформации. Их классификации.

17.Русловой режим.

18.Проявления действия руслового процесса в виде закономерных изменений конфигурации гидродинамической оси потока.

19.Варианты выхода воды на пойму при повышении уровня воды в русле и изменений транспортирующей способности потока при выходе воды на пойму.

20.Морфологические типы русла.

21. Морфодинамические типы русла.

22.Соотношения морфологических и морфодинамических типов русла.

23.Морфологически однородные участки русла.

24.Тип русла и тип русловых процессов. Содержание и соотношения смысла этих понятий.

25.Дискретность и континуальность русловых процессов.

26.Структурная организация русловых процессов, форм их проявления и взаимодействие между русловыми процессами различных уровней.

27.Продольный профиль руслового водотока. Его строение и формирование. Варианты изменений уклонов продольного профиля водотока и различная направленность флювиальных процессов.

28.Саморазвитие, саморегуляция и самоорганизация геоморфосистем. Проявление этих свойств в формировании русла.

29. Повороты и излучины русла. Их соотношение. Промежуточные разновидности. Роль транспортирующей способности потоков в формировании излучин.

30.Форма русла и формы руслового рельефа.

31. Критерии выделения относительно прямолинейных, извилистых (меандрирующих) и разветвлённых русел. 32. Переходные формы между основными морфодинамическими типами русла.

33. Строение, разновидности и степень устойчивости относительно прямолинейных неразветвлённых русел.

34. Условия формирования и устойчивости относительно прямолинейных неразветвлённых русел.

35. Географическое распространение относительно прямолинейных неразветвлённых русел.

36. Извилистые (меандрирующие) русла. Характерные признаки, свойства и строение.

37.Повороты и излучины русла, различия между ними.

38.Причины формирования излучин. Варианты развития излучин, формирующимся по этим причинам.

39. Морфология, типизация, формирование излучин.

40.Географическое распространение и особенности развития излучин в различных природных условиях.

41. Строение и свойства разветвлённых русел.

42. Причины и условия формирования разветвлений.

43. Русловая и пойменная многорукавность.

44. Формирование разветвлённых русел и их рукавов под действием распределения стока воды и наносов по рукавам и его изменений во времени.

45. Типизация разветвлённых русел.

46. Географическое распространение разветвлённых русел.

5. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1.  Чалов : теория, география, практика. – Т.1: Русловые процессы: факторы, механизмы, формы проявления и условия формирования речных русел. – М.: Изд-во ЛКИ, 20с.; Т.2: Морфодинамика речных русел. – М.: КРАСАНД, 2011. – 960 с.

2.  , , Панин излучины. – М.: Изд-во МГУ, 2004. – 371 с.

Дополнительная:

1.  Аполлов о реках: Учебник. – М.: Изд-во МГУ, 1963. – 423 с.

2.  , Михайлов . – М.: Стройиздат, 1972. – 647 с.

3.  Боровков процессы и динамика речных потоков на урбанизированных территориях. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. – 286 с.

4.  Воскресенский геоморфология. Формирование склонов. – М.: Изд-во МГУ, 1971а. – 228 с.

5.  Гусев днища долины Верхнего Амура. – Владивосток: Дальнаука, 2002. – 232 с.

6.  , Ликутов формирования врезанных излучин в верхнем течении р. Амур // Геоморфология. – 1990. - №4. – С. 63-71.

14. Кривуны – врезанные излучины особого подтипа на реках бассейна р. Амур и их экологическая функция // Четырнадцатое пленарное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (г. Уфа, 14-16 сентября 1999 г.): Материалы и краткие сообщения. – Уфа, 1999. – С.151-152.

15. Лютцау геоморфологии. – М.: Изд-во МГУ, 1978. – Ч.2. – 180 с.

18. Маккавеев процесс как одно из проявлений единого эрозионно-аккумулятивного процесса // Докл. секц. русловых процессов Научн. Сов. «Комплексное использование и охрана вод. ресурсов» ГКНТ. – Л., 1986. - №1. С.56-65.

19. Морфодинамика русел равнинных рек / , , и др. Ред. . – М.: Изд-во МГУ, 1998. – 288 с.

20. Раткович речных русел. – М.: ГЕОС, 2007. – 156 с.

21. Ржаницын и гидрологические закономерности строения речной сети. – Л.: Гидрометеоиздат, 1960. – 238 с.

Дополнительная информация

Темы рефератов

1.  Морфологические характеристики речных долин

2.  Морфометрические характеристики речных долин

3.  Глубина и густота эрозионного расчленения рельефа и методика их определения и исследований.

4.  Морфодинамические характеристики речных долин.

5.  Продольный профиль водотока. Его строение и формирование. Распределение уклонов продольного профиля и его применение в исследованиях речных долин и россыпей.

6.  Скорости течения реки. Их режим. Скорости трогания обломков. Их соотношение – один из главных признаков характера деятельности руслового водотока.

7.  Эрозионная, транспортирующая и аккумулирующая деятельность русловых потоков.

8.  Мощность аллювия. Анализ мощностей аллювия: методы, результаты, их применение в исследованиях формирования речных долин и россыпей.

9.  Нормальная мощность аллювия, правила и способы ее определения и на основе ее соотношения с фактической мощностью аллювия – выявление направленности развития долины (врезания или наращивания высоты днища долины).

10. Механический состав аллювия. Его определение и использование его данных в геоморфодинамических исследованиях.

11. Руслообразующие наносы и фракции аллювия. Методика их определения и применения в исследованиях рельефа речных долин.

12. Днище долины как геоморфологическая система. Его строение и формирование.

13.  Русло. Условия образования, строение, процессы и закономерности формирования.

14. Острова. Их распространение и строение. Закономерности их распространения и формирования. Их значение в характеристике формирования русловых водотоков и речных долин.

15. Берега, их строение, условия и процессы формирования. Размыв берегов как опасный рельефообразующий процесс.

16. Использование данных о строении берегов и закономерностей их формирования в деле защиты их от размыва.

17. Пойма, ее строение, условия и процессы формирования. Классификации пойм. Характеристика пойм по их типам.

18. Наледи и наледные поляны. Влияние наледеобразования на изменения строения и формирования рельефа.

19. Надпойменные террасы, их строение, условия и процессы формирования. Типы надпойменных террас. Их долиноформирующая функция.

20. Террасоувалы. Их строение, условия формирования. Взаимодействие флювиальных и склоновых процессов при формировании террасоувалов. Формирование увальных россыпей – один из его результатов.

21. Коренные склоны их строение, условия и процессы формирования. Характеристика склонов по типу (характеру склоновых процессов).

22. Консистенция грунта – важнейшая диагностическая характеристика процессов массового смещения грунта и определения типов наиболее распространенных склонов.

23. Устьевые области различных типов: существенно эрозионные (лиманы и эстуарии) и существенно аккумулятивные (дельты). Саморазвитие потоков в устьевых областях.

24. Рельефообразующие процессы, действующие в речных долинах. Классификация их по функциональным уровням.

25.  Флювиальные процессы и их значение для формирования речных долин.

26. Склоновые процессы и их значение для формирования речных долин.

27. Склоносоздающие и склоноформирующие (собственно склоновые) процессы.

28. Выветривание. Соотношение процессов выветривания различных групп и видов.

29. Тектонические процессы. Роль тектонических движений различных видов в формировании речных долин.

30. Линейная и плоскостная эрозия. Их долиноформирующее значение.

31. Карст, условия, характер, режимы его действия. Формы карстового рельефа. Участие карста в формировании речных долин, определяющее его специфику.

32.  Криогенные (мерзлотные) процессы и их значение для формирования речных до лин.

33. Гляциальные процессы, действующие в речных долинах. Условия, характер, режим их действия. Строение и динамика водотоков и речных долин в районах развития современного и древнего оледенения.

34. Эоловые процессы. Условия, характер, режимы их действия, проявления его в строении и формировании долин.

35. Биогенные процессы. Условия, характер, режимы их действия, проявления и значимость его в строении и формировании долин.

36. Сингенетичные и асингенетичные рельефообразующие процессы. Их действие в формировании речных долин.

37. Антропогенные процессы. Их виды, характер и режимы действия. Значение в формировании речных долин.

38. Антропогенно инициированные природные рельефообразующие процессы. Их действие в формировании речных долин.

39. Внутренние условия формирования речных долин: свойства русловых потоков, других форм и элементов рельефа долин, слагающих их рыхлых образований. Основные черты участия их и их изменений в формировании долин.

40. Внешние условия формирования речных долин. Их содержание и типы. Сущность отличия их от внутренних условий формирований речных долин.

41. Климатические условия формирования речных долин.

42. Тектонические условия формирования речных долин. Их отличия от тектонических долиноформирующих процессов.

43. Литологические условия формирования речных долин. Различная степень устойчивости горных пород к разрушению, выветриванию и размыву, проявления ее действий в формировании долин.

44. Гидрологические условия формирования речных долин. Их значение в питании рек водой и формировании их водного режима и жидкого стока.

45. Гидрогеологические условия формирования речных долин. Их значение в питании рек водой и формировании их водного режима и жидкого стока.

46. Криогенные (мерзлотные) условия формирования речных долин. Особенности формирования речных долин в областях 1)отсутствия промерзания пород; 2)сезонного промерзания-протаивания их; 3)развития многолетнемёрзлых пород (островного и сплошного).

47. Растительные условия формирования речных долин.

48. Зоогеографические условия формирования речных долин.

49. Начальные геоморфологические условия формирования речных долин. Геоморфологический этап развития территории.

50. Хронологические условия формирования речных долин. «Мгновенный», гидрологический, геоморфологический и геологический масштабы времени и соответствующие им результаты действия рельефообразующих процессов.

51. Антропогенные условия формирования речных долин.

52. Форма поперечного профиля склонов. Её виды, анализ и морфодинамическое значение.

53. Базис денудации. Направления смещения базиса денудации, их анализ и морфодинамическое значение.