Влияние подводных структур на транспорт наносов в береговой зоне

Д. В. Корзинин✉, Я. В. Сапрыкина

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

✉ e-mail: korzinin2000@mail.ru

Аннотация

Подводные структуры, используемые в качестве волногасителей, могут влиять не только на волновые параметры, но и на параметры транспорта наносов в береговой зоне. Применяемые в современной практике подводные волноломы имеют небольшое заглубление, что отрицательно влияет на судоходство и водообмен между приурезовой зоной и открытой акваторией. Оптимальное расположение подводной структуры может позволить найти решение проблемы размыва пляжей с целью сохранения эстетической привлекательности побережья. В статье путем численного моделирования с применением модели Xbeach исследуется влияние подводного волногасителя в виде сплошного непроницаемого бара на транспорт наносов в зависимости от разных параметров волн и от его положения относительно береговой линии. Использованы соотношения параметров волн и подводной структуры, при которых происходит наиболее эффективное уменьшение высоты волны и периода. Исследовано изменение транспорта наносов при различном положении бара относительно береговой линии. Выявлено, что при наличии подводного бара транспорт наносов в сторону моря может уменьшаться в два раза. Показано, что наибольший эффект снижения размыва берега при наличии подводного бара вызывается волнами с крутизной более чем 0,04. Расположение подводного бара ближе к берегу снижает транспорт наносов в сторону моря для пологих волн и увеличивает его для крутых волн. Минимизация расхода наносов в сторону моря возможна в случае, если подводный бар установлен так, чтобы волны, проходящие над ним, были на грани обрушения, но не обрушались.

Ключевые слова

подводные структуры, трансформация волн, крутизна волн, транспорт наносов, размыв берега

Благодарности

Исследование выполнено в рамках государственного задания (тема No 0149-2018-0015).

Для цитирования

Корзинин Д. В., Сапрыкина Я. В. Влияние подводных структур на транспорт наносов в береговой зоне // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, No 5. С. 389–398. EDN YMQLYD. doi:10.22449/0233-7584-2018-5-389-398

Korzinin, D.V. and Saprykina, Ya.V., 2018. Influence of the Underwater Structures upon the Sediment Transport in the Coastal Zone. Physical Oceanography, 25(5), pp. 359-367. doi:10.22449/1573-160X-2018-5-359-367

DOI

10.22449/0233-7584-2018-5-389-398

Список литературы

  1. Ranasinghe R., Turner I. L. Shoreline response to submerged structures: A review // Coastal Engineering. 2006. Vol. 53, iss. 1. P. 6579. doi:10.1016/j.coastaleng.2005.08.003
  2. Drifting characteristics of littoral sand around submerged breakwater (field survey on Niigata West Coast) / H. Funakoshi [et al.] // Proceedings of the International conference on hydrotechnical engineering for port and harbor construction “HYDRO-PORT '94”, October 19−21, 1994, Yokosuka, Japan. Yokosuka, Japan : Port and Harbour Research Institute, Ministry of Transport, 1994. Vol. 2. P. 1157–1178.
  3. Hirose N., Watanuki A., Saito M. New type units for artificial reef development of eco-friendly artificial reefs and the effectiveness thereof // 30th PIANC-AIPCN Congress 2002 / Ed. R. J. Cox. Sydney, N. S. W. : Institution of Engineers, 2002. P. 886–899. URL: https://search.informit.com.au/documentSummary;dn=693769661061571;res=IELENG (дата обращения: 26.09.2018).
  4. Meer J. M. van der, Regeling E., Waal J. P. de Wave transmission: Spectral changes and its effects on run-up and overtopping // Coastal Engineering 2000 / Ed. B. L. Edge. Sydney : ASCE, 2000. Vol. 1. Р. 2156–2168. doi:10.1061/40549(276)168
  5. Carevic D., Loncar G., Prsic M. Transformation of statistical and spectral wave periods crossing a smooth low-crested structure // Oceanologia. 2012. Vol. 54, iss. 1. Р. 39–58. doi:10.5697/oc.54-1.039
  6. Коваленко А. Н., Корзинин Д. В. Трансформация волн над подводным волноломом со значительным заглублением // Транспортное строительство. 2015. № 10. C. 2–6.
  7. Saprykina Y., Kuznetsov S., Korzinin D. Nonlinear transformation of waves above submerged structures // Procedia Engineering. 2015. Vol. 116. P. 187–194. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.281
  8. Korzinin D. Parametrization of wave transformation above submerged bar based on physical and numerical tests // Proceedings of the 6th International Conference on the Application of Physical Modelling in Coastal and Port Engineering and Science (Coastlab16), Ottawa, Canada, 10–13 May, 2016. Ottawa : University of Ottawa, 2016. URL: http://rdio.rdc.uottawa.ca/publications/coastlab16/coastlab27.pdf (дата обращения: 26.09.2018).
  9. Корзинин Д. В. Трансформация волн над погруженным баром по данным физического и математического моделирования // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. Севастополь : ЭКОСИ- Гидрофизика, 2017. Вып. 4. С. 14–21.
  10. Modelling storm impacts on beaches, dunes and barrier islands / D. Roelvink [et al.] // Coastal Engineering. 2009. Vol. 56, iss. 11–12. P. 1133–1152. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2009.08.006
  11. Grunnet N. M., Walstra D-J. R., Ruessink B. G. Process-based modelling of a shoreface nourishment // Coastal Engineering. 2004. Vol. 51, iss. 7. P. 581–607.
  12. Galappatti G., Vreugdenhil C. B. A depth-integrated model for suspended transport // Journal of Hydraulic Research. 1985. Vol. 23, iss. 4. P. 359–377. doi:10.1080/00221688509499345
  13. Soulsby R. L. Dynamics of marine sands: A manual for practical applications. London : Thomas Telford, 1997. 249 p.
  14. Сапрыкина Я. В. Трансформация волн над особенностями подводного рельефа дна в применении к методам защиты берегов. M. : Onebook.ru, 2018. 164 с.
  15. Battjes J. A., Stive М. J. F. Calibration and verification of a dissipation model for random breaking waves // Journal of Geophysical Research. 1985. Vol. 90, iss. C5. P. 9159–9167. https://doi.org/10.1029/JC090iC05p09159

Скачать статью в PDF-формате