1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Океанология
  4. T. 63, № 3, 2023

Океанология, 2023, T. 63, № 3, стр. 467-474

О механизмах формирования подводных валов на песчаном береговом склоне

И. О. Леонтьев *

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Москва, Россия

* E-mail: igor.leontiev@gmail.com

Поступила в редакцию 07.12.2022
После доработки 30.12.2022
Принята к публикации 16.02.2023

Аннотация

Исследование направлено на выявление условий, при которых развитие подводных валов может определяться механизмом самоорганизации, способным поддерживать рост малых возмущений, возникающих на дне. Используется упрощенная модель транспорта наносов, в которой величина расхода наносов оказывается в прямой зависимости от локального уклона дна. Это позволяет свести задачу к аналитическому решению уравнения диффузии, на основании которого можно судить об эволюции возникшего на дне возмущения. Обосновывается вывод, что благоприятные предпосылки для развития подводного вала создаются при перемещении наносов в сторону берега, что ассоциируется с доминирующим вкладом асимметрии волн. Однако в условиях крутых штормовых волн важную роль играет противотечение, обусловливающее вынос материала с пляжа. В этом случае вал в зоне обрушения создается двумя механизмами – самоорганизации и конвергенции потоков. Полученные результаты согласуются с имеющимися данными и помогают объяснить некоторые свойства мульти-валовых систем, известные из наблюдений.

Ключевые слова: подводные валы, мульти-валовые системы, механизм самоорганизации, транспорт наносов, диссипация энергии

Список литературы

  1. Леонтьев И.О. Профиль равновесия и система подводных береговых валов // Океанология. 2004. Т. 44. № 4. С. 625–631.

  2. Леонтьев И.О. Динамика берегового профиля с подводными валами в масштабе штормового цикла // Океанология. 2020. Т. 60. № 5. С. 805–813. https://doi.org/10.31857/S0030157420050123

  3. Леонтьев И.О., Афанасьев В.В., Уба А.В. Ритмические структуры контура берега в заливе Терпения острова Сахалин // Океанология. 2019. Т. 59. № 3. С. 497–505. https://doi.org/10.31857/S0030-1574593497-505

  4. Aagaard T., Davidson-Arnott R., Greenwood B., Nielsen J. Sediment supply from shoreface to dune: linking sediment transport measurements and long-term morphological evolution // Geomorphology. 2004. V. 60. P. 205–224.

  5. Arcilla A.S., Roelvink J.A., O’Connor B.A. et al. The Delta Flume 1993 Experiment // Proc. Int. Conf. “Coastal Dynamics’94”. 1994. Barcelona. P. 488–502.

  6. Ashton A.D., Murray A.B. High-angle wave instability and emergent shoreline shapes: 1. Modeling of sand waves, flying spits and capes // J. of Geophys. Res. 2006. V. 111. F04012. https://doi.org/10.1029/2005JF000422

  7. Bowen A.J., Huntley D.A. Waves, long waves and nearshore topography // Marine Geol. 1984. V. 60. P. 1–13.

  8. Brinkkemper J.A., Aagaard T., de Bakker A.T.M., Ruessink B.G. Shortwave sand transport in the shallow surf zone // J. Geophys. Res. Earth Surface. 2018. V. 123. P. 1145–1159. https://doi.org/10.1029/2017JF004425

  9. Cowell P.J., Thom B.G. Morphodynamics of coastal evolution. // Coastal evolution: late quarternary shoreline morphodynamics / R.W.G. Carter, C.D. Woodroffe (Eds.). Cambridge Univ. Press, 1995. P. 33–86.

  10. Dronkers J. Dynamics of coastal systems. Advanced series on ocean engineering. V. 25. World Scientific, 2005.

  11. Eichentopf S., Caceres I., Alsina J.M. Breaker bar morphodynamics under erosive and accretive wave conditions in large-scale experiments // Coastal Eng. 2018. V. 138. P. 36–48.

  12. Falqués A., Coco G., Huntley D.A. A mechanism for the generation of wave-driven rhythmic patterns in the surf zone // J. of Geophys. Res. 2000. V. 105. № C10. P. 24 071–24 087.

  13. Falqués A., Dodd N., Garnier R. et al. Rhythmic surf-zone bars and morphodynamic self-organization // Coastal Eng. 2008. V. 55. P. 622–641.

  14. Grossmann F., Hurther D., van der Zanden J. et al. Near-bed sediment transport during offshore bar migration in large-scale experiments // J. of Geophys. Res. Oceans. 2021. V. 127. e2021JC017756. https://doi.org/10.1029/2021JC017756

  15. Holman R.A., Bowen A.J. Bars, bumps and holes: models for the generation of complex beach topography // J. of Geophys. Res. 1982. V. 87. № C1. P. 457–468.

  16. Larson M., Kraus N.C. SBEACH: numerical model for simulating storm-induced beach change. Tech. Rep. CERC-89-9. 1989. US Army Eng. Waterw. Exp. Station. Coastal Eng. Res. Center.

  17. Leont’yev I.O. Randomly breaking waves and surf-zone dynamics // Coastal Engineering. 1988. V. 12. P. 83–103.

  18. Miller C.D., Barcilon A. Hydrodynamic instability in the surf zone as a mechanism for the formation of horizontal gyres // J. Geophys. Res. 1978. V. 83. № C8. P. 4107–4116.

  19. Ribas F., Falqués A., Plant N., Hulscher S. Self-organization in surf zone morphodynamics: alongshore uniform instabilities // Proc. Int. Conf. “Coastal Dynamics’01”. 2001. Sydney. P. 1068–1077.

  20. Ruessink B.G., Terwindt J.H.J. The behavior of nearshore bars on the time scale of years: a conceptual model // Marine Geol. 2000. V. 163. P. 289–302.

  21. Van Rijn L.C., Ruessink B.G., Mulder J.P.M. Summary of project results // Coast3D–Egmond. The behavior of a straight sandy coast on the time scale of storms and seasons. Amsterdam: Aqua Publ., 2002.

  22. Wijnberg K.M., Kroon A. Barred beaches // Geomorphology. 2002. V. 48. P. 103–120.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Океанология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал