Карпенко H.I.
Рельєф морських берегів

Акумулятивний профіль рівноваги берегового схилу

Акумулятивний профіль рівноваги – поперечний профіль підводного берегового схилу і пляжу, що утворюється за постійно тривалих впливів близьких за характером хвилювань (хвилі ідентичних параметрів) на дно, складене пухкими наносами, яке характеризується мінімальними змінами рельєфу у часі. Поняття акумулятивного профілю рівноваги є умовним, адже процеси на акумулятивних берегах можуть характеризуватися лише відносною рівновагою. Формування такого профілю за дії однорідного хвилювання є процесом розширення нейтральної лінії на весь профіль підводного схилу. Отже, якщо хвилювання з даними параметрами хвиль триває досить довго і запас наносів на дні достатній, то нейтральна зона перетворюється в акумулятивний профіль рівноваги підводного берегового схилу.
Акумулятивний берег формується за досить пологого підводного схилу, складеного пухкими наносами (рис. 3.6). За незначної крутості схилу ширина мілководдя досить суттєва і, відповідно, хвиля долає довший шлях. Значна частина енергії хвилі в цьому випадку затрачається при проходженні її над підводним береговим схилом, а та частина енергії, яку хвиля донесла до берега, вже не володіє тією руйнівною силою: її вистачає лише для переміщення наносів до берега та їхньої акумуляції на пляжі і підводному береговому схилі.

Рис. 3.6. Схема формування профілю динамічної рівноваги схилу, складеного пухкими наносами (за В.П. Зенковичем): N – положення нейтральної лінії. Стрілками позначено рух частинок наносів під час прямих і зворотних хвильових рухів (доступно при скачуванні повної версії книжки)

Вихідними умовами щодо формування акумулятивного профілю рівноваги (за В.П. Зенковичем) є такі: підводний береговий схил має однакові похили на всьому профілі та складений наносами однакового складу і крупності.
Під час проходження гребеня хвилі в придонному шарі виникає потік води в бік берега, а під час проходження підошви хвилі – спрямований від берега. На горизонтальному дні за недеформованих швидкостей хвильових рухів частинки наносів долають деякий відрізок шляху в бік до берега під час проходження над нею гребеня хвилі, а потім повертаються у вихідне положення під час проходження підошви. Проте на похилому береговому схилі, навіть за симетричних швидкостей (тобто якщо хвиля недеформована), сила тяжіння скорочує шлях руху частинок вверх по схилу. Отож загалом під час кожного хвилювання частинки наносів переміщатимуться вниз по схилу, причому ця відстань визначатиметься різницею відрізків шляху протилежних напрямів. Зі зменшенням глибини хвиля набуває все більш асиметричної форми. Відповідно, і швидкості руху водних потоків стають більш асиметричними. У деякій точці профілю ця асиметрія збільшить швидкість потоку до берега до такої межі, коли він зрівняється зі складовою сили тяжіння. В результаті частинки наносів, пройшовши деякий відрізок шляху вверх по схилу, повертаються на попереднє місце.
Ближче до берега, на менших глибинах, асиметрія швидкостей буде різкішою і переважання прямої швидкості над зворотною може бути таким, що частинки наносів під час проходження підошви хвиль вже не встигають повернутися на попереднє місце. Отже, частини наносів перемістяться на деяку віддаль ближче до берега. З поступовим зменшенням глибини переважання прямих швидкостей над зворотними зростатиме. Відповідно, збільшуватимуться відрізки шляху, який здолають частинки вверх по схилу, і збільшуватиметься швидкість частини наносів, які переміщатимуться до берега.
Отже, на дуже пологому (майже плоскому) підводному схилі утворюються дві зони переміщення частин – нижня, із якої частинки переміщатимуться вниз по схилу, і верхня, із якої частинки наносів виноситимуться вверх по схилу. Межею цих зон буде деяка лінія, паралельна до берега, на якій частини здійснюватимуть однакові коливання вверх і вниз по схилу, не переміщаючись з цієї лінії, а кожен раз за повторного коливання знову і знову повертаючись у межі цієї лінії. Ця лінія характеризується точним співпаданням швидкостей руху частин наносів вверх і вниз по схилу, отож отримала назву нейтральна лінія. Розміщення цієї лінії на певній глибині від берега залежатиме від крупності частинок наносів, параметрів хвиль і похилу дна. Нейтральна лінія розміщується ближче до берега і на меншій глибині, якщо дуже крупні наноси і більший похил дна; зі збільшенням параметрів хвиль вона зміщується в бік моря.

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