Jump to content

Сваш

(Перенаправлено из Backwash (физическое явление) )
Сваш

Сваш , или форваш в географии , — это турбулентный слой воды, который вымывается на пляж после того, как находящаяся волна разбилась. В результате волнового движения пляжный материал может перемещаться вверх и вниз по пляжу, что приводит к обмену наносов между берегами. [ 1 ] Временной масштаб волнового движения варьируется от секунд до минут в зависимости от типа пляжа (типы пляжей см. на рисунке 1). Большее волнение обычно происходит на более плоских пляжах. [ 2 ] Движение перекоса играет первостепенную роль в формировании морфологических особенностей и их изменении в зоне перекоса. Воздействие также играет важную роль как один из мгновенных процессов в более широкой прибрежной морфодинамике.

Рисунок 1. Классификация пляжей Райта и Шорта (1983), показывающая рассеивающие, промежуточные и отражающие пляжи.

Существует два подхода, описывающих косые движения: (1) косой перекос, возникающий в результате обрушения высокочастотных каналов ( ) на берегу моря; и (2) перекос, характеризующийся стоячим низкочастотным ( ) движения. Какой тип волнового движения преобладает, зависит от волновых условий и морфологии пляжа, и это можно предсказать, рассчитав параметр сходства прибоя. (Гуза и Инман 1975):

в котором высота выключателя, это гравитация, – период падающей волны и это уклон пляжа. Ценности указывают на диссипативные условия, при которых перекос характеризуется стоячим длинноволновым движением. Ценности указывают на условия отражения, когда в волнах преобладают волновые волны. [ 3 ]

Промывка и обратная промывка

[ редактировать ]

Промывка состоит из двух фаз: восходящая (береговой поток) и обратная промывка (морской поток). Обычно восходящий поток имеет более высокую скорость и меньшую продолжительность, чем обратная промывка. На суше скорости максимальны в начале подъема, а затем уменьшаются, тогда как скорости на море увеличиваются к концу обратного потока. Направление подъема меняется в зависимости от преобладающего ветра, тогда как обратный поток всегда перпендикулярен береговой линии. Это асимметричное движение волн может вызвать дрейф вдоль берега, а также перенос наносов через берег . [ 4 ] [ 5 ]

Морфология перекоса

[ редактировать ]
Рисунок 2. Морфология зоны перекоса и береговой линии с указанием терминологии и основных процессов (изменено из Masselink & Hughes 2003).

Зона волн — это верхняя часть пляжа между пляжем и зоной прибоя , где во время штормов происходит интенсивная эрозия (рис. 2). Зона перекоса попеременно влажная и сухая. Инфильтрация (гидрология) (над уровнем грунтовых вод ) и эксфильтрация (ниже уровня грунтовых вод ) происходят между волновым потоком и уровнем грунтовых вод пляжа. Берма, берма, ступенька и выступы пляжа являются типичными морфологическими особенностями, связанными с волновым движением. Инфильтрация (гидрология) и перенос наносов волнами являются важными факторами, определяющими уклон береговой поверхности. [ 4 ]

Лицо пляжа – это плоский, относительно крутой участок профиля пляжа, подверженный процессам волнения (рис. 2). Береговая линия простирается от бермы до уровня отлива . Береговая поверхность находится в динамическом равновесии с волновым действием, когда количество наносов, переносимых восходящим и обратным потоком, одинаково. Если поверхность пляжа более пологая, чем равновесный градиент, подъемом переносится больше наносов, что приводит к чистому переносу наносов на берег . Если береговая линия круче равновесного градиента, в переносе наносов преобладает обратный поток, что приводит к чистому переносу наносов в море. Равновесный уклон береговой линии определяется сложной взаимосвязью таких факторов, как размер отложений, проницаемость и скорость падения в зоне волнения, а также высота волны и период волны. Лицо пляжа нельзя рассматривать отдельно от зоны прибоя, чтобы понять морфологические изменения и равновесие, поскольку на них сильно влияют зона прибоя и процессы мелководья, а также процессы в зоне волнения. [ 4 ] [ 5 ]

Берма представляет собой относительно плоскую [ нужны разъяснения ] часть зоны волновой волны, где происходит накопление наносов в самой дальней части волновой волны в направлении к суше (рис. 2). Берма защищает пляж и прибрежные дюны от волн, но эрозия в условиях высокой энергии, таких как штормы, может произойти . Берму легче определить на галечных пляжах, и на разной высоте может быть несколько берм. Напротив, на песчаных пляжах градиент заднего пляжа, бермы и береговой линии может быть одинаковым. Высота бермы определяется максимальной высотой переноса наносов во время подъема. [ 4 ] Высоту бермы можно спрогнозировать с помощью уравнения Такеды и Сунамуры (1982).

где высота выключателя, это гравитация и это период волны. [ нужны разъяснения ]

Пляжный шаг

[ редактировать ]

Ступень пляжа представляет собой затопленный уступ у основания береговой линии (рис. 2). Пляжные ступеньки обычно состоят из самого грубого материала, а высота может варьироваться от нескольких сантиметров до более метра. Ступени на пляже образуются там, где обратная волна взаимодействует с набегающей волной и создает вихрь. Хьюз и Коуэлл (1987) предложили уравнение для прогнозирования высоты ступеньки.

где – скорость падения наносов. Высота ступеньки увеличивается с увеличением высоты волны (буруна) ( ), период волны ( ) и размер осадка. [ 4 ]

Пляжные выступы

[ редактировать ]
Рисунок 3. Морфология выступа пляжа. Взрыв расходится в рогах выступа, а обратный поток сходится в заливах выступа. (Изменено из Masselink & Hughes, 2003 г.)
Обратная промывка на пляже

в форме полумесяца, Пляжный выступ представляет собой скопление песка или гравия окружающее полукруглую впадину на пляже. Они образуются в результате волнения и чаще встречаются на галечных пляжах, чем на песчаных. Расстояние между выступами зависит от горизонтальной протяженности косого движения и может варьироваться от 10 см до 50 м. Более грубые отложения встречаются на крутых, направленных в сторону моря «рогах острия» (рис. 3). В настоящее время существуют две теории, дающие адекватное объяснение образованию ритмичных выступов пляжа: стоячие краевые волны и самоорганизация . [ 4 ]

Модель стоячей волны

[ редактировать ]

Теория стоячих краевых волн, предложенная Гузой и Инманом (1975), предполагает, что перекос накладывается на движение стоячих краевых волн, которые движутся вдоль берега. Это приводит к изменению высоты волн вдоль берега и, как следствие, к регулярной эрозии . В точках эрозии образуются выступы выступов, а в узлах краевых волн возникают рога выступов. Расстояние между выступами на пляже можно спрогнозировать с помощью модели субгармонической краевой волны.

в котором – период падающей волны и это градиент пляжа.

Эта модель объясняет только первоначальное формирование бугорков, но не их продолжающийся рост. Амплитуда краевой волны уменьшается по мере роста выступов, следовательно, это самоограничивающийся процесс. [ 4 ]

Модель самоорганизации

[ редактировать ]

Теория самоорганизации была предложена Вернером и Финком (1993) и предполагает, что выступы на пляже формируются в результате сочетания положительной обратной связи, которая управляется морфологией пляжа и движением волн, способствующим топографической неравномерности, и отрицательной обратной связью, которая препятствует аккреции или эрозии на поверхности. хорошо развитые пляжные косы. Сравнительно недавно стали доступны вычислительные ресурсы и формулы переноса отложений , показывающие, что такие системы обратной связи могут создавать стабильные и ритмичные морфологические особенности. [ 4 ] Расстояние между береговыми выступами, основанное на модели самоорганизации, пропорционально горизонтальной протяженности косого движения S с использованием уравнения

где константа пропорциональности f равна c . 1,5.

Транспортировка осадков

[ редактировать ]

Перенос наносов через берег

[ редактировать ]

Межбереговой обмен наносами между субаэральной и субаквальной зонами пляжа обеспечивается в первую очередь волновым движением. [ 6 ] Скорость переноса в зоне волн значительно выше, чем в зоне прибоя, а концентрации взвешенных наносов могут превышать 100 кг/м. 3 близко к кровати. [ 4 ] на берег и в море Таким образом, перенос наносов волнами играет значительную роль в нарастании и эрозии пляжа.

Существуют фундаментальные различия в переносе наносов между восходящим и обратным потоком промывного потока. Подъем, в котором в основном преобладает буровая турбулентность, особенно на крутых пляжах, обычно приводит к переносу отложений во взвешенном состоянии. Скорости потока, концентрации взвешенных отложений и потоки взвешенных веществ максимальны в начале подъема, когда турбулентность максимальна. Затем турбулентность рассеивается к концу берегового потока, оседая взвешенные отложения на дне. Напротив, в обратном промыве преобладают пластовые потоки и перенос наносов. Скорость потока увеличивается к концу обратной промывки, вызывая усиление турбулентности, создаваемой слоем, что приводит к переносу отложений вблизи слоя. Направление чистого переноса наносов (на суше или в море) в значительной степени определяется уклоном береговой поверхности. [ 5 ]

Береговой дрейф

[ редактировать ]

Береговой дрейф из-за волн происходит либо из-за морфологии выступов пляжа, либо из-за косых приходящих волн, вызывающих сильные волновые движения вдоль берега. Под влиянием прибрежного дрейфа, когда во время обратных потоков нет фазы стоячей воды, отложения могут оставаться во взвешенном состоянии, что приводит к переносу наносов в море . береговой поверхности Эрозия в результате волновых волн встречается не очень часто, но эрозия может возникнуть там, где волновая волна имеет значительную вдольбереговую составляющую.

Управление

[ редактировать ]

Зона перекоса очень динамична, доступна и подвержена деятельности человека. Эта зона может находиться очень близко к разрабатываемым объектам. Говорят, что по меньшей мере 100 миллионов человек на земном шаре живут в пределах одного метра от среднего уровня моря . [ 7 ] Понимание процессов в зоне волн и разумное управление жизненно важно для прибрежных сообществ, которые могут пострадать от прибрежных опасностей , таких как эрозия и штормовые нагоны . Важно отметить, что процессы зоны волнения нельзя рассматривать изолированно, поскольку они тесно связаны с процессами зоны прибоя. На морфодинамику в зоне волнения могут влиять и многие другие факторы, в том числе деятельность человека и изменение климата. Понимание более широкой морфодинамики имеет важное значение для успешного управления прибрежными районами.

Строительство дамб было распространенным инструментом защиты застроенной собственности, такой как дороги и здания, от береговой эрозии и рецессии. Однако чаще всего защита собственности путем строительства дамбы не обеспечивает сохранение пляжа. Строительство непроницаемой конструкции, такой как дамба, в зоне перекоса может помешать системе морфодинамики в зоне перекоса. Строительство дамбы может поднять уровень грунтовых вод , увеличить отражение волн и усилить турбулентность у стенки. В конечном итоге это приводит к эрозии прилегающего пляжа или разрушению конструкции. [ 8 ] Валуны (также известные как облицовки или каменная наброска) и четвероногие обладают меньшей отражающей способностью, чем непроницаемые морские дамбы, поскольку ожидается, что волны будут разбиваться о материалы, вызывая волновые и обратные волны, которые не вызывают эрозии. Каменные обломки иногда размещают перед морской дамбой, чтобы уменьшить воздействие волн , а также дать возможность восстановиться эродированному пляжу. [ 9 ]

Понимание системы переноса наносов в зоне волн также жизненно важно для проектов по питанию пляжей . Сваш играет важную роль в транспортировке и распределении песка, добавляемого на пляж. В прошлом были неудачи из-за недостаточного понимания. [ 9 ] Понимание и прогнозирование движения наносов, как в зоне волн, так и в зоне прибоя, жизненно важно для успеха проекта по питанию.

Управление прибрежной зоной в Блэк-Роке, на северо-восточном побережье залива Филлип, Австралия, представляет собой хороший пример структурной реакции на эрозию пляжа, которая привела к морфологическим изменениям в зоне волнения. В 1930-х годах морская дамба для защиты скалы Блэк-Рока от обрушения была построена . Это привело к истощению пляжа перед морской дамбой , который был поврежден неоднократными штормами в зимнее время. В 1969 году пляж был накрыт площадью около 5000 м. 3 песка с суши, чтобы увеличить объем песка на пляже и защитить морскую дамбу. Это увеличило объем песка примерно на 10%, однако осенью песок был унесен дрейфом на север, в результате чего морская дамба снова подверглась воздействию зимних штормов. В проекте не были учтены сезонные особенности берегового дрейфа и недооценено количество песка, которым можно питаться, особенно в южной части пляжа. [ 9 ]

Исследовать

[ редактировать ]

Говорят, что проведение морфологических исследований и полевых измерений в зоне волнового перекоса затруднено, поскольку это неглубокая и аэрированная среда с быстрыми и нестационарными волнами волн. [ 5 ] [ 10 ] Несмотря на доступность зоны перекоса и возможность проводить измерения с высоким разрешением по сравнению с другими частями прибрежной зоны, неравномерность данных была препятствием для анализа, а также для критического сравнения теории и наблюдений. [ 5 ] Для полевых измерений в зоне перекоса использовались различные уникальные методы. Например, для измерения набега волны Гуза и Торнтон (1981, 1982) использовали провод с двойным сопротивлением длиной 80 м, протянутый поперек профиля пляжа и удерживаемый на высоте около 3 см над песком с помощью непроводящих опор. Холман и Салленджер (1985) провели предварительное расследование, сняв на видео косую полосу, чтобы оцифровать положение ватерлинии с течением времени. Многие исследования включали инженерные конструкции, в том числе дамбы , причалы и волнорезы , чтобы установить критерии проектирования, которые защищают конструкции от опрокидывания при экстремальных набегах. [ 2 ] С 1990-х годов гидродинамика волн более активно исследовалась прибрежными исследователями, такими как Хьюз М.Г., Масселинк Дж. и Пулео Дж.А., что способствовало лучшему пониманию морфодинамики в зоне волнения, включая турбулентность, скорости потока, взаимодействие с грунтовыми водами пляжа. стол и транспортировка осадка . Тем не менее, пробелы в понимании все еще остаются в исследованиях волн, включая турбулентность, поверхностное течение, перенос донных отложений и гидродинамику на ультрадиссипативных пляжах. [ 5 ]

См. также

[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Уиттоу, Дж. Б. (2000). Словарь физической географии Penguin . Лондон: Книги Пингвинов .
  2. ^ Перейти обратно: а б Комар, П.Д. (1998). Пляжные процессы и седиментация . Энглвудские скалы : Прентис-Холл .
  3. ^ Райт, Л.Д.; Короткий, AD (1984). «Морфодинамическая изменчивость зон серфинга и пляжей: синтез». Морская геология . 56 (1–4): 93–118. Бибкод : 1984MGeol..56...93W . дои : 10.1016/0025-3227(84)90008-2 .
  4. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Масселинк Г. и Пулео Дж. А. 2006, «Морфодинамика зоны перекоса». Исследования континентального шельфа, 26, стр. 661-680.
  5. ^ Масселинк, Г. и Хьюз, М. 1998, «Полевые исследования переноса отложений в зоне перекоса». Исследования континентального шельфа 18, стр. 1179-1199.
  6. ^ Чжан К., Дуглас Б.К. и Лезерман С.П. 2004, «Глобальное потепление и береговая эрозия». Изменение климата, 64, стр. 41-58.
  7. ^ Рэй, Э. 2010, «Прибрежная эрозия и отложение» в Географической энциклопедии. Публикации Sage, 21 марта 2011 г., < «Прибрежная эрозия и отложение: знания SAGE» . Архивировано из оригинала 1 февраля 2013 г. Проверено 4 мая 2011 г. >
  8. ^ Перейти обратно: а б с Берд, ECF 1996, Управление пляжами. Джон Уайли и сыновья, Чичестер
  9. ^ Бленкинсопп, К.Э., Тернер, И.Л., Масселинк, Г., Рассел, П.Е. 2011, «Потоки отложений в зоне перекоса: полевые наблюдения». Береговая техника, 58, стр. 28-44.
  • Гуза, Р.Т. и Инман, Д. 1975, «Боковые волны и выступы пляжа». Журнал геофизических исследований, 80, стр. 2997–3012.
  • Хьюз, М.Г. и Коуэлл, П.Дж., 1987, «Приспособление отражающих пляжей к волнам». Журнал прибрежных исследований, 3, стр. 153–167.
  • Такеда И. и Сунамура Т. 1982, «Формирование и высота берм». Сделки, Японский геоморфологический союз, 3, стр. 145–157.
  • Вернер, Б.Т. и Финк, Т.М. 1993. «Пляжные выступы как самоорганизующиеся модели». Наука, 260, стр. 968–971.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 48f447784c25b3c9c69fd9818bdbd8a9__1714615620
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/48/a9/48f447784c25b3c9c69fd9818bdbd8a9.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Swash - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)