Глава 6. ТЕЧЕНИЯ В ЗОНЕ ПРИБРЕЖНОГО МЕЛКОВОДЬЯ И НА БЕРЕГОВЫХ ОТМЕЛЯХ

6.1. Основные черты динамики вод

Прибрежным мелководьем принято считать зону, которая окаймляет сушу и расположена в пределах глубин , т. е. со стороны берега ограничена внешней границей прибойной зоны, а со стороны открытого водоема — глубинами, начиная с которых на движении штормовых волн ощущается влияние дна. Береговая отмель со стороны берега ограничена урезом воды, а со стороны водоема — границей прибрежного мелководья, т. е. охватывает зону, в пределах которой происходит интенсивная трансформация и окончательное разрушение ветровых волн.

Ширина зоны прибрежного мелководья зависит от уклона дна и изменяется от нескольких десятков метров на участках с большими уклонами подводного склона до нескольких километров на участках с очень пологим дном. На участках относительно при-глубого берега береговая граница зоны располагается вблизи уреза, а на участках с отчетливо выраженными отмелями практически совмещается с внешним склоном отмели.

В зоне прибрежного мелководья могут действовать любые из формирующихся в водоемах видов течений — ветровые, волновые, стоковые, сейшевые и плотностные. Однако по мере продвижения к берегу и с уменьшением глубины стоковые, сейшевые и плотностные течения обычно затухают, а ветровые и волновые изменяются незначительно или даже усиливаются. Если в открытом водоеме скорости стоковых и сейшевых течений незначительны, то в рассматриваемой зоне процессы переноса вод практически полностью определяются ветровыми и волновыми течениями. Стоковые течения отчетливо выражены на тех участках, в пределы которых впадают сравнительно крупные притоки.

В весенние месяцы в зоне прибрежного мелководья некоторых водоемов при наличии выраженной стратификации плотности могут наблюдаться бароклинные волны типа волн Кельвина, сопровождающиеся местным переносом и подъемом глубинных вод, которое называется апвеллингом [203, 208]. Наряду с длиннопериодными волнами, в зону прибрежного мелководья иногда вторгаются сравнительно короткопериодные волны типа волн Пуанкаре [10, 67], также сопровождающиеся местными горизонтальными и вертикальными переносами вод.

Наряду с упомянутыми явлениями, в зоне прибрежного мелководья довольно отчетливо выражены следующие процессы: а) рефракция ветровых волн; б) постепенный переход круговых волновых орбит в эллиптические или удлиненных циклоидальных траекторий в укороченные; в) постепенный разворот дрейфовых течений косого направления (к берегу) и переход их во вдоль береговые течения; г) формирование в условиях подхода ветровых волн по нормали к берегу компенсационных течений в виде распластанного потока или сосредоточенной струи, охватывающей всю толщу воды; д) постепенное увеличение турбулизации вод по мере продвижения к берегу в связи с разрушением забурунивающихся гребней волн, взаимодействием дрейфового и компенсационного течений, увеличением шероховатости дна и др.; е) взмучивание и местные перемещения донных отложений.

В рассматриваемой зоне возможно формирование и некоторых других явлений, но перечисленные явления и процессы имеют более важное значение, например для хозяйственного использования этой зоны.

Над береговой отмелью наиболее отчетливо выражены следующие характерные черты: а) интенсивно забурунивающиеся волны завершают процесс рефракции, окончательно разрушаются и образуют поток наката; б) волновые колебания частиц имеют характер возвратно-поступательных движений, а траектории движений в условиях вдольберегового течения похожи на сплющенные спирали или зигзагообразные кривые; в) перенос вод происходит за счет энергии разрушающихся волн и осуществляется преимущественно вдоль берега при косом подходе волн к отмели или в сторону водоема в виде сосредоточенных и распластанных струй при подходе волн по нормали к линии берега; г) турбулизация вод достигает наибольшего развития преимущественно за счет забурунивания и разрушения волн, а также концентрации возвратно-поступательного волнового потока и взаимодействия его с вдольбереговым и компенсационным течениями; д) под действием волновых колебательных движений и переносных течений происходит интенсивное взмучивание твердых частиц и возникают такие аккумулятивные формы, как знаки ряби, рифели, подводные валы, косы и др.; е) под действием течений происходит перенос наносов вдоль берега и частичный вынос их за пределы береговой отмели.