6 years ago
No comment

Sorry, this entry is only available in
Russian
На жаль, цей запис доступний тільки на
Russian.
К сожалению, эта запись доступна только на
Russian.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Берег — граница суши и моря. Хотя на картах эта граница изображается линией, в действительности следует говорить о бе­реговой зоне, т. е. о более или менее широкой полосе, в пределах которой осуществляется взаимодействие суши и моря.

Береговая зона состоит из собственно берега — ее надводной части — и из подводного берегового склона. Границы береговой зоны определим  ниже,  после рассмотрения   основных действующих сил, преобразующих береговую зону: морского волнения, вол­новых течений и приливо-отливных явлений. В формировании морских берегов принимают участие также некоторые организмы. Реки создают различные потамогенные берега, среди которых выделяются прежде всего дельтовые. Важным условием развития берега являются также тектонические движения земной коры и геологическое строение прибрежной суши и подводного берегово­го склона.

Волны. Ветер, воздействуя на водную поверхность, вызывает колебательные движения воды в ее поверхностной толще. Части­цы воды начинают совершать орбитальные движения в плоскости, перпендикулярной поверхности моря, причем движение по этим орбитам совершается в направлении действия ветра. Различают волны глубокого моря и волны мелководья. Так как волновые дви­жения с глубиной затухают, разделение морских волн на эти ка­тегории проводят по признаку: глубина моря больше или меньше глубины проникновения волновых движений.

Волны, действующие на акваториях, где глубина моря меньше, чем глубина проникновения волновых движений, относят к вол­нам мелководья. Практически на глубине, равной половине длины волны, волновые колебания в толще воды затухают.

В морской волне различают высоту h, длину L, период Т, ско­рость распространения Vа также такие элементы, как гребень и ложбина волны, передний и задний склоны, фронт и луч волны. Названные параметры и элементы показаны на рис. 103. Время, в течение которого частица воды описывает полную орбиту, назы­вается периодом, а величина, получаемая при делении длины вол­ны на ее период, — скоростью распространения.

Характер орбитального движения поверхностных водных частиц

Характер орбитального движения поверхностных водных частиц

Волны мелководья в отличие от волн открытого моря воздей­ствуют на дно (на подводный береговой склон) и сами испыты­вают его воздействие. Вследствие этого они расходуют энергию на преобразование рельефа дна, на перенос залегающих на дне обло­мочных частиц. Волны открытого моря расходуют энергию только на преодоление внутреннего трения и на взаимодействие с атмо­сферой.

Чем больше затрачивается энергии волнами при прохождении над подвод­ным береговым склоном, тем меньше ее доносится до береговой линии. В резуль­тате взаимодействия с дном при прохож­дении над мелководьем волны меняют свой профиль, становятся асимметрич­ными: передний склон становится круче, а задний выполаживается. Внешней асимметрии отвечает возникающая у волн мелководья асимметрия орбит, по которым движутся водные частицы. Ор­биты из круглых становятся эллиптиче­скими, причем сами эллипсы неправиль­ные, сплюснутые снизу (рис. 104). Соот­ветственно утрачивается равенство орби­тальных скоростей. Скорости движения, направленные в сторону берега (т. е. при прохождении верхней части орбиты), ста­новятся больше скоростей обратного движения (по нижней части орбиты). Такое соотношение скоростей имеет принципиальное зна­чение для понимания процессов перемещения наносов и формиро­вания рельефа в береговой зоне.

Характер орбит волновых частиц в волне мелководья

Характер орбит волновых частиц в волне мелководья

Увеличение крутизны переднего склона волны достигает кри­тического значения над глубиной, равной высоте волны. Он ста­новится вертикальным и даже нависающим, и для формирования следующей волны впереди ее физически не хватает воды. Проис­ходит обрушение гребня волны, в результате чего волновое дви­жение воды сменяется принципиально новым видом движения — прибойным потоком. Само разрушение волны называется прибоем. Прибойный поток, ИЛИ. накат, формируется из массы воды, об­разующейся при разрушении волны. Он взбегает вверх по бере­говому склону, причем направление потока примерно совпадает с направлением волны, вызвавшей его, но все же заметно отклоня­ется от первоначального под действием силы тяжести (рис. 105). Скорость прибойного потока уменьшается по мере его удаления от места зарождения, т. е. от места разбивания волны. Замедление потока связано с затратой энергии на преодоление силы тя­жести, на преодоление трения о поверхность, по которой он взбе­гает, на перемещение и обработку наносов, а также с потерей части массы воды на просачивание в грунт.

Траектория прибойного потока на пляже при косом подходе волн к берегу

Траектория прибойного потока на пляже при косом подходе волн к берегу

Точка, где скорость прибойного потока снижается до нулевого значения, называется вершиной заплеска. Отсюда еще не растраченная на инфильтрацию масса воды стекает вниз по склону по направлению наибольшего уклона. Эта «ветвь» прибойного потока получила название обратного прибойного потока или отката.

Следовательно, верхняя и нижняя границы береговой зоны определяются границами волнового воздействия на берег, а имен­но: нижняя граница располагается на глубине, равной половине длины волны, т. е. той изобате, на которой начинается деформа­ция волн, а верхняя определяется линией заплеска, образуемой совокупностью вершин заплеска прибоя.

Для понимания волновых процессов на берегах морей необхо­димо иметь также представление о рефракции. Рефракцией назы­вается разворот фронта волны по мере подхода ее к берегу, при­чем этот процесс осуществляется таким образом, что фронт волны стремится принять положение, параллельное берегу. У ровного берега при полном осуществлении рефракции так и получается, а у изрезанного в силу того, что каждый отрезок фронта стремит­ся к тому, чтобы быть параллельным соответствующему отрезку берега, наблюдается как бы сжатие фронта у мысов и его растя­гивание в бухтах. В результате возникает концентрация волновой энергии у мысов и рассеяние в вогнутостях берегового контура (рис. 106).

Схема рефракции волн у ровного и бухтового берегов

Схема рефракции волн у ровного и бухтового берегов

Волновые течения. Фактические орбиты, по которым движутся частицы воды, при волнении несколько разомкнуты в связи с пульсационным характером воздействия ветра на водную поверх­ность. Благодаря разомкнутости орбит происходит не только пере­мещение формы волны, но и фактическое перемещение массы воды в направлении распространения волнения, т. е. в сторону берега. Это создает повышение уровня моря у берегов по сравнению с положением уровня в открытом море. Перекос уровня вызывает образование компенсационных течений, которые являются одним из типов волновых течений.

При подходе волн под прямым углом к берегу, имеющему от­логий подводный склон, первое разрушение волн происходит еще на значительном расстоянии от него. Масса воды, скапливающаяся у берега, подпруживается «живой стеной» прибоя до тех пор, пока она не найдет выхода на каком-либо участке, где эта «стена» не­сколько ниже. Тогда массы воды прорываются от берега в сторону моря, образуя другой вид волнового течения — разрывное течение (рис. 107). Разрывные течения в силу своего бурного характе­ра развивают скорость до не­скольких метров в секунду и способны выносить из при­брежной полосы во внешнюю зону большое количество взму­ченных наносов. Это одна из причин утечки наносов из при­брежной полосы береговой зоны.

Волновые течения

Волновые течения

При подходе волн к берегу с пологим подводным склоном (т. е. к отмелому берегу) под острым углом отток излишков воды происходит в направле­нии, параллельном берегу, в сторону тупого угла, т. е. в сторону угла, дополняющего угол подхода до 180°. В ре­зультате образуется течение, называемое вдольбереговым волновым течением. Оно также имеет значительные скорости и наряду с собственно волновы­ми движениями является важ­ным средством перемещения наносов вдоль берега.

При подходе волн к приглубому берегу — берегу с кру­тым подводным склоном — от­ток излишков воды от берега осуществляется донным течени­ем, направленным от берега в сторону моря (донное противо­течение). Оно также способствует уносу обломочного материала из прибрежной полосы во внеш­нюю береговую зону.