МОРФОДИНАМИКА ПЕСЧАНОГО ДНА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ НЕЛИНЕЙНЫХ СВОЙСТВ ВОЛН ПО ДАННЫМ ЭКСПЕРИМЕНТА В ВОЛНОВОМ ЛОТКЕ

Аннотация

Рассматриваются проявления нелинейных свойств волн в береговой зоне, таких, как рост высших гармоник и сдвиг фаз между второй и первой гармониками. Эти процессы являются причиной изменения симметрии волн и придонных скоростей, и, как следствие, волнового транспорта наносов. Морфодинамика песчаного дна, связанная с указанными процессами, может влиять на трансформацию волн, обусловливая, таким образом, обратную связь в системе взаимодействия волн и песчаных осадков. Анализируются результаты эксперимента в волновом лотке, в ходе которого наблюдалось формирование трех подводных валов на ровном песчаном дне. Использование ровного дна позволяет рассмотреть нелинейные процессы изолированно, без влияния обрушения волн и противотечения, что является новым подходом в экспериментальных береговых исследованиях. В ходе эксперимента формирование валов было предопределено флуктуациями высот волн вдоль лотка, что связано с отражением от волногасителя. Зафиксированы изменения вдоль пространства лотка и во времени показателей, определяемых нелинейными свойствами волн – величины второй кратной гармоники относительно первой (a2r) и сдвига фаз между ними (Δφ). Выявлено, что возникновение вала, помимо разницы высот волн, связано с высоким значением a 2r перед его гребнем, которое в дальнейшем уменьшается по мере эволюции данной формы. После прохождения гребня вала и с течением времени увеличивается сдвиг фаз между волновыми гармониками. В соответствии с формулой Бейларда, данные процессы ведут к постепенному снижению расхода наносов при формировании вала, т. е. профиль стремится к квазиравновесному состоянию.