Действие волн на берег. Трансформация волн на мелководье

При подходе к достаточно приглубому и отвесному берегу происходит отражение волн без их разрушения. Перед стенкой происходит интерференция подходящих и отраженных волн, в результате чего образуется характерная система стоячих волн.

В момент подхода набегающей волны происходит всплеск, высота которого примерно равна удвоенной высоте волны. При этом волны оказывают значительное динамическое давление на стенку.
Если дно у берега полого поднимается (рис. 9.3), подходящие волны деформируются, а затем разрушаются, образуя прибой. Волна начинает заметно деформироваться, когда глубина Н становится меньше половины длины волны, и волна под действием трения о дно превращается из короткой в длинную. Переходя на уменьшающиеся глубины, волна передает свою энергию все меньшей массе воды. Благодаря этому возрастает высота

волн, а под влиянием трения о дно уменьшаются длина и скорость волны. Наблюдения показывают, что при этом период волны изменяется меньше, чем другие ее элементы.
Приближенную оценку изменения длины и скорости волн на мелководье при полого поднимающемся дне можно получить из следующих рассуждений.



Из курса физики известна формула, устанавливающая взаимосвязь между скоростью, длиной и периодом волны:
(9.6)

Тогда в соответствии с (9.5) для длинных волн получаем соотношение:



Полагая, что при переходе волны с глубины Н0 на глубину Н период т практически не меняется, из формулы (9.7) получаем
(9.8)
Из (9.8) следует, например, что при уменьшении глубины на 50 % длина волны и скорость уменьшаются примерно на 29 %.

Изменение высоты волны можно с некоторым приближением оценить по формуле Эри-Грина:

я
Таким образом, при уменьшении глубины в два раза высота волны возрастает примерно в 1,2 раза.
Уменьшение длины и увеличение высоты волны при подходе к берегу ведет к тому, что крутизна волны резко возрастает, волна теряет устойчивость и обрушивается, образуя прибой. Обрушиванию волн, кроме того, способствует встречный отток по дну масс воды, выбрасываемых прибоем на берег. Наблюдения показывают, что обычно прибой образуется примерно на глубине разрушения Икр=1,3Нкр. Прибой может образоваться и вдали от берега над возвышением дна. В этом случае обрушивающиеся гребни волн образуют характерные буруны.

Волны, подходящие к берегу, стремятся развернуть гребни таким образом, чтобы они были параллельны берегу (рис. 9.4). Это хорошо известное явление рефракции объясняется тем, что движение раньше вошедших на мелководье частей гребней замедляется, благодаря чему гребни разворачиваются.

Еще по теме Действие волн на берег. Трансформация волн на мелководье:

1. Механизм распространения и скорость световых волн
2. Никитин Е. Д.. Берегите почву, 1990
3. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВ ЗАБОЛАЧИВАНИЯ МЕЛКОВОДИЙ НА ВОДОХРАНИЛИЩАХ ВЕРХНЕЙ ВОЛГИ "
4. ТРАНСФОРМАЦИЯ ВОДНЫХ МАСС И ПСЕВДОПОПУЛЯЦИИ
5. Глава 5. ТРАНСФОРМАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ И ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ В ПОЧВЕ
6. Общие факторы трансформации почв
7. Трансформация дерново-подзолистых почв
8. Трансформация почв в скважинных зонахгазоносных территорий
9. ТРАНСФОРМАЦИЯ ТРАВЯНОГО ЯРУСА ГИДРОМОРФНЫХСООБЩЕСТВ В СВЯЗИ С ОСУШЕНИЕМ И СЕЗОННЫМИКОЛЕБАНИЯМИ ПОГОДЫ
10. Трансформация выщелоченных черноземов
11. Трансформация почв под воздействием нефти и нефтепродуктов
12. ТРАНСФОРМАЦИЯ ВОДНЫХ МАСС И МОРФО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ ПЛАНКТОННЫХ ПОПУЛЯЦИИ
13. Трансформация почв под воздействием солей буровых растворов и пластовых вод
14. МИКРОБНАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ МЕТАНА, ДИОКСИДА УГЛЕРОДАИ ЗАКИСИ АЗОТА В ОКУЛЬТУРЕННЫХ ТОРФЯНЫХ ПОЧВАХ В. В. Новиков, А. Л. Степанов, А. И. Поздняков
15. Локализация действия яда.