Сотрудники Лаборатории шельфа и морских берегов им. В.П. Зенковича в период с 15 по 26 мая 2023 г. успешно провели физический лабораторный эксперимент по комплексному исследованию взаимодействия морских волн с песчаным дном в волновом канале ООО «Гидротехника», в пос. Мацеста, г. Сочи.
Целью эксперимента было исследование процессов взвешивания, транспорта песчаных наносов и вызываемых ими деформаций рельефа дна в виде образования и перемещения подводных валов в зависимости от нелинейных свойств волнения и диссипации энергии при обрушении волн.
Проведенный эксперимент позволит уточнить физические механизмы образования и эволюции подводных песчаных валов: что происходит с песчаным дном под действием волн?
В эксперименте исследовалось образование подводных валов двух типов. Вал первого типа образуется за счет периодических по пространству изменений асимметрии волн и волновых орбитальных скоростей, вызванных обменом энергией между высшими и основной волновыми гармониками. К валу второго типа, относится так называемый «breaking bar», образующийся в месте обрушения волн.
Волновой канал со стеклянными прозрачными стенками имеет длину 22 м, высоту – 1 м, ширину – 0.8 м. Монохроматические и бихроматические волны создавались волнопродуктором, состоящим из весла, подсоединенного к линейному двигателю 2.5 кВт, полностью управляемому компьютером. В эксперименте использовались 15 цифровых струнных волнографов емкостного типа, два акустических измерителя трех компонент скорости частиц воды Vectrino Profiler - Nortek, 16-канальный турбидиметр – измеритель концентрации взвешенных наносов, четыре датчика давления воды. Рельеф дна измерялся с помощью металлического лота и фотофиксацией. Дно было насыпано сортированным песком с медианным диаметром 0.18 мм.
Данные, полученные в эксперименте, позволят выявить закономерности взаимоподстройки волн и рельефа дна, проверить существование автомодельности образующегося рельефа, получить оценки применимости энергетического подхода к оценкам транспорта наносов нелинейными волнами, оценить влияние диссипации энергии волн на транспорт наносов, уточнить физические механизмы образования подводных песчаных валов, получить связи флуктуаций возвышений свободной поверхности с полем орбитальных скоростей частиц воды и давления в толще потока и в придонной области.
Работа была выполнена в рамках государственного задания ИО РАН (тема № FMWE-2021-0004) и при поддержке гранта РФФИ №20-55-46005 (руководитель – к.ф-м.н. Сапрыкина Я.В.)
