Карпенко H.I.
Рельєф морських берегів

Плани рефракції хвиль. Методи побудови полів рефракції

З метою вивчення цього явища будують так звані плани рефракції – графоаналітичний метод відображення процесу рефракції морських хвиль. Це креслення (карти) прибережних акваторій з зображенням хвильових променів або фронтів хвиль певного напряму і певних параметрів. Існують три основні методи побудови полів рефракції: а) метод хвильового фронту, за якого розраховують положення тільки гребеня хвиль; б) метод хвильових ортогоналей, коли відтворюють побудову тільки променів хвилі, що залежить від напряму поширення хвилі на глибокій воді і від глибини водойми, за якими встановлюють положення гребеня хвилі; в) метод одночасної побудови хвильових променів і фронту хвиль, що дає найближчу до дійсності картину процесу рефракції в умовах складного рельєфу підводного схилу.

Поля рефракції використовуються для визначення коефіцієнта рефракції, який характеризує розподіл хвильової енергії відкритого моря в межах берегової зони і визначає частку енергії відкритого моря, що надходить на певну ділянку. Отож, залежно від обрисів берега і рельєфу дна, ортогоналі, що будуються на певній ділянці берегової зони, або сходитимуться, або ж розходитимуться; біля мисів, а також у місцях, де ізобати розміщені близько одна до одної, спостерігатиметься конвергенція (наближення, сходження) ортогоналей, а в затоках або на мілинах – їхня дивергенція (розходження). Там, де відбувається конвергенція, здійснюється концентрація хвильової енергії, а на ділянках дивергенції – їхнє розсіювання (дисипація). Відповідно до цього на ділянках конвергенції відбувається збільшення висоти хвилі, а на ділянках дивергенції – її зменшення. Це, безумовно, спричинює до різних рівнів моря на ділянках дивергенції і конвергенції. Від ділянок з великою висотою хвиль і, відповідно, високим рівнем моря, тобто від ділянок конвергенції, йде відтік водних мас до ділянок дивергенції. За умови злиття цих двох потоків може утворитися розривна течія. Аналогічна ситуація також може виникнути при чергуванні мисів і бухт або при зміні глибин уздовж берега.
Рефракція хвиль може відбуватися також під впливом течій берегової зони, що впливають на зміни швидкості поширення, довжину і висоту хвиль, а також за припливних і постійних течій у відкритому морі.
Трансформація хвильового поля, спричинена рефракцією, впливає передусім на висоту хвилі, і, відповідно, на зміну напряму надходження хвильової енергії до берега. Отож рефракція хвиль визначає закономірність хвильового поля, за якою хвилі змінюють напрям і намагаються наблизитись до форми ізобат. Плани полів рефракції можуть слугувати визначальним засобом вивчення морфодинаміки берегової зони загалом, і пляжів зокрема. Аналіз полів рефракції стає необхідним методом дослідження динаміки берегової зони за складного рельєфу дна і розчленованої берегової лінії. Для визначення впливу рефракції на морфодинаміку берегової зони передусім важливі такі процеси, як перенесення наносів шляхом адвекції, зумовленої системою хвильових течій, що залежить від напряму хвиль, та перенесення наносів шляхом дифузії, пов’язаної з турбулентністю руху хвильового поля, обумовленою руйнуванням хвиль, що залежить від зміни висоти хвиль.
Поля рефракції можна широко використовувати для аналізу гідро- і літодинамічних процесів берегової зони – просторового співвідношення між уздовжбереговою і поперечною складовою потоку хвильової енергії, деформації хвильової поверхні моря, розрахунків циркуляції хвильових течій у береговій зоні, побудови літодинамічних схем ділянок тощо.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом