Донная гряда
До́нная гряда́, вытянутая форма донного рельефа в русле водотока, сложенного аллювиальными отложениями, в котором происходит транспорт донных (влекомых) наносов. Гряда идеальной формы имеет относительно пологий верховой откос и резкий скачок отметок дна на переходе от вершины к её подвалью.
Существующие модели процесса грядообразования можно разделить на три группы: турбулентные теории, связывающие возникновение гряд с пульсациями скорости в турбулентном потоке; вихревые теории, предполагающие наличие в потоке неподвижных вихрей, инициирующих перемещение твёрдых частиц; теории, исследующие устойчивость одно- и двухфазного потока. Согласно различным подходам, на формирование на дне русла рельефа с периодически повторяющимися структурными формами (грядами) могут оказывать влияние как осреднённые скорости течения, так и постоянная турбулентность в потоке, кинематическая структура которого меняется по мере развития грядовых форм. Считается, что турбулентность обеспечивает чёткую периодичность, свойственную грядам с самого начала их возникновения. Исходные неровности дна создают разрывы в профиле скорости и образуют присоединённые микровихри, работа которых приводит к развитию донных гряд.
На основе анализа обширного натурного материала установлено, что сложная структура турбулентных вихрей формирует донный рельеф, представляющий собой совокупность гряд различной длины и высоты, которые образуют соподчинённую иерархию русловых форм – от крупных гряд, соизмеримых с шириной русла, до самых мелких, составляющих тысячные её доли.
Существующие классификации форм грядового рельефа базируются на их генезисе, морфологическом строении и относительных размерах. По размерам, соотношению с геометрическими параметрами потока, а также между собой все гряды в русле можно разделить на микро-, мезо- и макроформы. К макроформам относятся наиболее крупные гряды, высота и ширина которых соизмеримы с глубиной и шириной русла. Макроформы определяют основной облик рельефа русла. К ним относятся перекаты, а также гряды, составляющие 0,5–0,1 ширины русла (побочни, косы, ленточные гряды и др.). Обсыхающие в межень части макроформ могут превращаться при зарастании в крупные детали самого русла (выпуклые берега излучин, острова и т. п.). К мезоформам относятся гряды, ширина которых составляет десятые и сотые доли ширины русла. Образование мезоформ связано почти исключительно с макротурбулентностью потока. Микроформы – очень мелкие гряды, высота и ширина которых несоизмеримо малы по сравнению с размерами русла (например, рифель). Они связаны с пульсациями скорости потока в придонной области и не оказывают влияния на структуру потока. Высота таких гряд от нескольких сантиметров до 20–30 см, длина от нескольких десятков сантиметров до 10 м. Выделяют также ультрамикроформы – гряды высотой не более 2–3 см и длиной до 10–25 см.
Для расчёта стока влекомых наносов при их грядовом перемещении разработана специальная методика, в которой гряды разных иерархических ступеней обозначаются буквами русского алфавита, буква А присваивается самым крупным грядам, соответствующим перекатам или побочням, а более мелкие гряды по мере их упрощения и уменьшения длины обозначаются Б, В, Г и Д. Определена также процедура последовательного выделения гряд различных размеров (рангов) на продольных профилях глубин.
Разработаны эмпирические формулы, связывающие размеры гряд с гидравлическими элементами потоков. Размеры гряд и скорости их перемещения не являются постоянными величинами, а колеблются около некоторых средних значений, характерных для данного режима потока.