6.2. Течения в зоне прибрежного мелководья

6.2.1. Основные черты циркуляции вод

Ветровые и волновые течения, преобладающие в зоне прибрежного мелководья, формируют своеобразные системы циркуляции вод, каждая из которых свойственна определенному ветру и волнению.

На основании обобщения многочисленных съемок течений, выполненных экспедиционными группами ГГИ на нескольких водных объектах при различных ситуациях, составлено пять типичных схем циркуляций. Рассмотрим основные черты каждой из этих схем.

1. Ветер действует с водоема примерно по нормали к линии прямолинейного берега [рис. 6.1 а-в]. При этом ветре возможно формирование одной из следующих трех схем циркуляции вод:

а) перенос вод в верхних слоях направлен преимущественно к берегу, а компенсационный перенос в придонных слоях — от берега, т. е. циркуляция осуществляется в вертикальной плоскости (рис. 6.1 а). Такая циркуляция вод чаще всего формируется при слабом ветре и реже при ветре средней силы;

б) поверхностные течения направлены преимущественно к берегу, а придонные постепенно отклоняются от этого направления в какую-либо сторону и на береговой границе зоны следует примерно вдоль берега (рис. 6.16). Эта схема переноса вод чаще всего формируется при сравнительно слабом, но продолжительном по времени ветре, когда в прибойной зоне действует или периодически возникает вдольбереговое течение;

в) течение на одних участках зоны направлено к берегу и охватывает всю толщу воды, а на соседних участках в пределах всей толщи воды действует в сторону внешней границы зоны в виде так называемого разрывного течения (рис. 6.1 в). Эта схема переноса вод чаще всего формируется во время сильных штормов.

2. Ветер действует с водоема под острым углом (примерно в диапазонах 5—85 или 275—355°) к нормали, восстановленной к генеральному направлению линии берега (рис. 6.1 г). Поверхностные течения у внешней границы зоны примерно совпадают с направлением ветра, но постепенно отклоняются от этого направления и движутся параллельно берегу на береговой границе зоны.

Придонные течения отклоняются от направления ветра в сторону оси водоема на больший угол, чем поверхностные течения, и в центральной части зоны, а тем более на ее береговой границе, имеют составляющую, направленную от берега [179]. В результате расхождения поверхностных и придонных струй потока в рассматриваемой зоне возникает циркуляция вод относительно горизонтальной оси, направленной вдоль линии берега. На формирование таких схем циркуляции вод обычно приходится около половины всех случаев наблюдения течений на прямолинейных участках берега.

3. Ветер действует примерно вдоль генерального направления линии берега (угол относительно нормали к линии берега составляет 85—95 или 265—275°). Ветровое течение при этом ветре практически совпадает с направлением линии берега и направлением ветра. Только у береговой границы зоны поверхностные течения иногда имеют составляющую, направленную к берегу, а

(кликните для просмотра скана)

природные течения — составляющую, направленную от берега в сторону внешней границы зоны

4. Ветер действует с суши под острым углом к линии берега (угол относительно нормали к линии берега равен примерно 95— 135 или 225—265°). Циркуляция вод в зоне прибрежного мелководья при данном ветре обычно обусловлена макроциркуляцией, охватывающей весь водоем или его обособленную часть, и существенно зависит, особенно во время сильных штормов, от скорости и направления волнового переноса воды. Результирующий перенос вод на береговой границе зоны чаще всего направлен примерно вдоль берега, а на внешней границе зоны — примерно по диагонали угла между вектором ветра и направлением линии берега (рис. 6.1 е). Придонное течение на береговой границе зоны обычно направлено от берега примерно вдоль фронта рефрагирующих волн, в центральной части зоны — от берега к внешней границе зоны. На внешней границе зоны угол между вектором поверхностного и придонного течений может составлять около 110—140°.

Направление придонного течения при слабом ветре в пределах всей зоны может совпадать с направлением ветра.

У вогнутого в плане участка, особенно такого, который составляет часть водоема кругового или эллиптического очертания, придонные течения при рассматриваемом ветре следуют в направлении той части водоема, с линией берега который вектор ветра над акваторией водоема составляет острый угол.

5. Ветер направлен с суши примерно по нормали к линии берега. Поверхностные течения в зоне прибрежного мелководья при этом ветре следуют преимущественно по направлению ветра, а придонные течения имеют противоположное направление или действуют примерно вдоль берега, что определяется циркуляцией вод всего водоема (рис. 6.1 ж).