Карпенко H.I.
Рельєф морських берегів

Поздовжнє переміщення і кут накочування хвилі на берег у зоні пляжу

Як бачимо із рисунка, за декілька хвильових коливань частинки наносів можуть зміститися у бік до берега або ж вниз по схилу, та водночас вони подолають деяку відстань уздовж берега. Залежно від рівнодіючих сил хвилювання і тяжіння, здійснюючи своє переміщення по ламаних зигзагоподібних траєкторіях, частинки можуть зміститися строго паралельно до берегової лінії або ж вверх чи вниз по схилу.
Переміщення частинок залежить також і від похилу берегового схилу. За значної крутості проявлятиметься тенденція до зміщення матеріалу вниз по схилу, а за малого похилу – зворотна тенденція – вверх по схилу.
За підходу до берега під гострим кутом утворений під час руйнування хвиль прибійний потік також рухатиметься вверх по схилу пляжу під гострим кутом, а не під прямим. Щодо цього шлях прямого прибійного потоку формуватиметься під впливом двох сил – сили інерції, завдяки які прибійний потік намагається зберегти напрям, властивий хвилі перед її руйнуванням, і сили тяжіння, яка діє за напрямом найбільшого похилу поверхні пляжу, тобто під прямим кутом до берегової лінії. Зворотний прибійний потік у своєму русі цілковито підпорядкований напряму дії сили тяжіння.
Завдяки впливові двох зазначених сил за повне хвильове коливання прибійний потік здійснить шлях поверхнею пляжу у вигляді кривої, що нагадує параболу, але відрізняється від неї асиметрією щодо осьової лінії, якщо провести її через вершину кривої по нормалі до берега.
Таке переміщення частин відкладів відбувається ламаними або параболічними траєкторіями, які описують частинки в зоні пляжу (рис. 3.9) або на підводному схилі. У цьому випадку максимальна швидкість поздовжнього переміщення наносів досягається тоді, коли хвилі досягають берега під кутом, близьким до 45° (кут ?). Якщо хвилі зазнали часткової рефракції, то перед руйнуванням зберігають напрям, що утворює скісну лінію до берега. Отже, прибійний потік, утворений від хвилі, що зруйнувалася, також збереже первинний напрям поширення, і при русі вперед вверх по схилу рухатиметься під кутом до напряму найбільшого кута цього схилу. Проте внаслідок сили тертя потік відхилятиметься від початкового напряму. Таке відхилення буде максимальним біля вершини (урізу) заплеску, після чого потік здійснює зворотний шлях, який слугує відтоком води вниз за напрямом найбільшого похилу.

Рис. 3.9. Поздовжнє переміщення і кут накочування хвилі на берег у зоні пляжу: верхній рисунок ілюструє, що максимальна швидкість переміщення наносів уздовж берега простежується при ? = 45°. Нижній рисунок відображає графік математичного вираження ? = ? (доступно при скачуванні повної версії книжки)

Якщо припустити, що частини намулу, підхоплені прибійним потоком, подолають за повний цикл усю цю траєкторію разом з потоком, то виявиться, що ці частини в кінцевий момент циклу будуть знесені до лінії урізу вправо чи вліво (залежно від кута підходу хвилі) щодо того місця, звідки вона почала свій рух. Отже, за повий цикл (прямий потік – зворотний потік) ці частини просунуться на деяку віддаль уздовж берега.
Справді, більшість частинок, очевидно, припинить свій рух на якомусь відрізку траєкторії прибійного потоку. Не виключено, що вони подолають свій шлях не за один, а за декілька циклів. Проте так чи інакше, простежується тенденція щодо такого вздовжберегового руху частин намулів – при підході прибійного потоку під гострим кутом на пляж відбувається переміщення відкладів вздовж пляжу. Як зазначає В.П. Зенкович, величина вздовжберегового переміщення за інших рівних умов пропорційна косинусу кута підходу прибійного потоку до лінії урізу води, а висота виносу (закиду) частини на пляж – тангенсу цього кута.
Чергування хвилювання різної сили обумовлює переміщення наносів у межах тих чи інших глибин, на які проникає сила хвилі, що рухає наноси (наносорухаюча сила хвиль). Напрям цього переміщення визначається здебільшого двома умовами – напрямом поширення хвиль і похилом підводного берегового схилу.

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