Глава 2. ВЗВЕСЕНЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ
РУСЛОВОГО ПОТОКА
2.1. О природе взвешивания
Решение задачи о взвешнвании тяжелых частиц турбулент-
ным водным потоком стало возможным на основе сложившихся
представлений о его структуре. 
В потоке в результате трения
о стенки возникает и поддерживается система крупномасштаб-
ных возмущений нли вихрей, черпающих энергию из осреднен
того движения, © размерами, близкими к глубиие потока. 
Эти
возмущения, распадаясь на 
вихри 
меньших масштабов, обра-
зуют вместе с непрерывным вихреобразованнем у стенок спектр
пульсаций местной скорости различной частоты` [33, 111]
Такое представленне исходнт из общего описания скаскад-
ной» структуры турбулентности [90, 195, 18] которое в усло-
виях 
водного 
потока дополнястся естественным. 
положеннем
© доминирующей роли структурных 
крупномаештабных возму
шщений, 
ограниченных 
глубиной [31]. 
Их существование под-
тверждастся постоянством числа Струхаля для низкочастотных
пульсаций 
скорости [33, 
111], а также визуальными наблюде-
ниями.
Следя 
за движением в руслах можно заметить регулярно
чередующнеся 
на 
поверхности потока зоны восходящих токов.
в виде растекающихся водных бугров 
и смежные области иис
ходящих ` токов © Водными лобжинками, ииогда водоворотами
посередине. 
Эти бугры н понижения следуют на 
расстояниях,
соразмерных с глубиной потока, и сохрайяют свою нндивилу:
альность в теченис ощутимого периода времени.
Структурный характер крупномасштабных образований, на-
поминающих 
вихри, 
предсказанный 
Н. 
Е. 
Жуковским еще
в 1919 г., был позже выявлен наблюдениями в лотке на поверх:
ности 
Й. 
Никурадзе 
[42] 
и ввутри потока Б. А. Фидманом
[148]. 
Хорошей их иллюстрацией являются фотоснимки. шути,
сделанные А. 
Н. Гостунским. на Амударье в 
1935 
г. 
(рис. 
1)
Аналогичный снимок получен и на другой реке [54]. 
Шуга, со.
тласно обоим снимкам, движется кольцами различных диамет-
ров, соразмерных с глубинами воды в реке. 
В недавиих наблю-
дениях на р. Днестре [48] при подъеме уровня воды наблюда-
лись 
«облака» 
мутности 
на 
поверхности 
в 
виде 
колещ
соразмерных © глубиной потока. Все это указывает на сущест-
20
вование в потоке образований, 
или 
«вальцов», такого размера.
Необходимо, однако, 
учесть замечание В. 
Н. Гончарова [49]
об отлични 
этих 
образований от вихрей в их традицнонном
представлении.
Крупномасштабные ` образования в потоке представляются,
согласно Великанову, в виде катящихся со скольженнем валь!
цов, 
близких по форме к шару [35]. Небольшие отклонения
измеренных значений числа Струхаля для них от единицы еви-
детельствуют о небольшом различин между продольными раз-
мерами и Высотой этих образований. Имеются и другие пред
НООСКЫ 
е
Рис. 
Л. 
Ход шуги на р. Амударье, Фото А. 
Н. 
Гостунского.
положения 
© 
их форме, основанные на 
<следящей» съемке
в лабораторных 
лотках 
[48]. 
При их рассмотрении следует
учесть условня стесненного формирования 
крупномасштабных
образований в узких лабораторных лотках и ВозМожность ис:
каженного их изображения, зависящего от скорости следящей
съемки.
‚Вавешивание тяжелых 
частиц потоком 
является 
главным
образом следствием_наличия 
в 
нем 
крупномасштабных обра-
зований [33, 91, 111]. Подтверждением. этому служит синхров-
ность крупномасштабных 
пульсащий скорости 
н 
мутности, 
по-
казанная на рис. 
2, а также облака мутности в лотае ® иацая
›Ёт)пер.юд 
азвешивания, 
обнаруженные Н. 
А. 
Михайловой
Показательными — являются — сравнительные — наблюдения
й 
подсчеты _ энергетического — спектра 
— пульсаций — скорости
на р. Турунчук при 
ничтожно 
малой 
мутности 
(008” 
м/л)
э