geomorfГеоморфология и палеогеографияGeomorfologiya i Paleogeografiya2949-17892949-179710.31857/S0435-42812019357-67geomorf-1425Research ArticleНаучные сообщенияShort communicationsМоделирование изменчивости песчаного пляжа при взаимодействии волн с подводным валомModeling the dynamics of a sand beach governed by the wave and underwater bar interactionКузнецоваО. А.KuznetsovaO. A.olga.ku-ocean@yandex.ruСапрыкинаЯ. В.SaprykinaYa. V.saprykina@ocean.ruИнститут океанологии имени П.П. Ширшова РАН; Государственный океанографический институт имени Н.Н. Зубова РосгидрометаРоссияShirshov Institute of Oceanology RAS; Zubov Oceanographic Institute of RosHydrometRussian FederationИнститут океанологии имени П.П. Ширшова РАНРоссияShirshov Institute of Oceanology RASRussian Federation20190810201903Геоморфология5767Copyright © Кузнецова О.А., Сапрыкина Я.В., 20192019Кузнецова О.А., Сапрыкина Я.В.Kuznetsova O.A., Saprykina Y.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://geomorphology.igras.ru/jour/article/view/1425

С помощью математического моделирования исследовано влияние положения подводного вала на морфодинамику песчаного пляжа бесприливного моря в масштабе времени до 20 ч. За основу был выбран рельеф болгарского побережья Черного моря в районе поселка Шкорпиловцы. Результаты моделирования были верифицированы по данным натурных наблюдений. Обнаружено, что наибольшее отступание уреза наблюдается в первый час. Для выбранного режима волнения (высота значительных волн 1.5 м, период — 10.5 с) через 6 часов происходит  формирование равновесного профиля, содержащего подводную террасу с уклоном, близким к теоретическому профилю равновесия Дина. Показано, что положение подводного вала влияет на интенсивность отступания уреза. Наименьшее отступание берега будет при положении вала на расстоянии порядка 0.7–0.8 от длины волны, соответствующей периоду пика спектра волн, определяемому по дисперсионному соотношению линейной теории волн на глубокой воде. Наибольшее отступание уреза будет наблюдаться при положении вала на расстояниях, близких к половине длины волн. Установлено, что отступание уреза зависит от высоты инфрагравитационных волн и среднего периода волнения: чем меньше средний период и больше высота инфрагравитационных  волн вблизи берега, тем меньше отступание уреза. Расстояние выноса наносов в море находится в прямой зависимости от высоты значительных волн у берега.

Effect of bar position on underwater profile of sandy beach was studied at the timescale of one storm using the xBeach numerical model. Beach profiles were extracted from the bathymetry of the Shkorpilovtsy beach (the Bulgarian coast of the Black Sea). Computed results were verified by field measurements. The largest shoreline retreat occurred in the first hour of a storm. For the chosen wave regime (largest wave height 1.5 m, wave period 10.5 s), an equilibrium profile was formed after 6 hours. The resulting profile contained an underwater terrace with the slope close to that of the theoretical equilibrium profile. It was shown that the position of the underwater bar affects the shoreline retreat rate. The smallest and the largest shore retreat occur if bar crest is located at a distance about 0.7–0.8 and 0.5 of the deep water wavelength, correspondingly. It was found that the shoreline retreat depends on the height of infragravity waves and mean wave period: the smaller mean wave period and the higher infragravity  waves near the coast, the smaller is the retreat of the coastal line. Distance of seaward sediment transfer is directly relates to the height of large waves near the shore.

профиль равновесиябереговая зонаволновые деформациимоделирование“модель xBeach”трансформация волнequilibrium profilecoastal zonexBeachwave transformationunderwater barРабота выполнена в рамках государственного задания (тема № 0149-2019-0005) и при частичной поддержке РФФИ (проекты № 16-35-00542, 18-55-45026).Present paper is a part of the state assignment (subject No. 0149-2019-0005), financially supported by the RFBR (projects No. 16-35-00542, 18-55-4502).ReferencesЛеонтьев О. К. Морская геология (Основы геологии и геоморфологии Мирового океана). М.: Высш. образование, 1982. 344 с.Leont’ev O. K. Morskaja geologija (Osnovy geologii i geomorfologii Mirovogo okeana) (Marine Geology (Fundamentals of Geology and Geomorphology of the World Ocean)). Moscow: Vysshee obrazovanie (Publ.), 1982. 344 p.Болдырев В. Л. Комплекс признаков, характеризующих изменение емкости вдольберегового потока песчаных наносов // Развитие морских берегов в условиях колебательных движений земной коры. Таллин: Валгус, 1966. 242 с.Boldyrev V. L. A complex of features characterizing the change in the capacity of the alongshore sand sediment flow, in Razvitie morskih beregov v uslovijah kolebatel’nyh dvizhenij zemnoj kory (The development of the coast in the conditions of oscillatory movements of the earth’s crust.). Tallin: Valgus, (Publ.) 1966. 242 p.Masselink G., Austin M., Scott T., Poate T., and Russell P. Role of wave forcing, storms and NAO in outer bar dynamics on a high-energy, micro-tidal beach // Geomorphology. 2014. Vol. 226. P. 76-93.Masselink G., Austin M., Scott T., Poate T., and Russell P. Role of wave forcing, storms and NAO in outer bar dynamics on a high-energy, micro-tidal beach. Geomorphology. 2014. Vol. 226. P. 76-93.Леонтьев И. О. Морфодинамические процессы в береговой зоне моря. LAP Lambert Academic Publishing. 2014. 260 с.Leont’ev I. O. Morfodinamicheskie processy v beregovoj zone morja (Morphodynamics of sea coastal zone). LAP Lambert Academic Publishing, 2014. 260 p.Зенкович В. П. Основы учения о развитии морских берегов. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 710 с.Zenkovich V. P. Osnovy uchenija o razvitii morskih beregov (Fundamentals of seashores development). Moskva: Izd-vo AN SSSR (Publ.), 1962. 710 p.Долотов Ю. С. Динамические обстановки прибрежно-морского рельефообразования и осадконакопления. М.: Наука, 1989. 269 с.Dolotov Ju. S. Dinamicheskie obstanovki pribrezhno-morskogo rel’efoobrazovanija i osadkonakoplenija (Dynamic conditions of coastal-sea relief formation and sedimentation). Moskva: Nauka (Publ.), 1989. 269 p.Ингл Дж. Движение пляжевых песков (исследования с помощью люминесцентных индикаторов). Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1971. 225 с.Ingl Dzh. Dvizhenie pljazhevyh peskov (issledovanija s pomoshh’ju ljuminescentnyh indikatorov) (The beach sand movement (studies using fluorescent indicators)). Leningrad: Gidrometeorol. Izd-vo (Publ.), 1971. 225 p.Кутырев Э. И. Условия образования и интерпретации косой слоистости. Л.: Недра, 1968. 128 с.Kutyrev Je. I. Uslovija obrazovanija i interpretacii kosoj sloistosti (Conditions for the formation and interpretation of oblique lamination). Leningrad: Nedra (Publ.), 1968. 128 p.Wijnberg K. M. and Kroon A. Barred beaches // Geomorphology. 2002. Vol. 48. P. 103-120.Wijnberg K. M. and Kroon A. Barred beaches. Geomorphology. 2002. No. 48 (2002). P. 103-120.Ruessink B. G., Wijnberg K. M., Holman R. A., Kuriyama Y., and van Enckevort I. M. J. Intersite comparison of interannual nearshore bar behaviour // Journal of geophysical research. 2003. Vol. 108. No. C8. 3249. DOI:10.1029/2002JC001505Ruessink B. G., Wijnberg K. M., Holman R. A., Kuriyama Y., van Enckevort I. M. J. Intersite comparison of interannual nearshore bar behaviour. Journal of geophysical research. 2003. Vol. 108. No. C8. P. 3249. DOI:10.1029/2002JC001505Зенкович В. П. Морфология и динамика советских берегов Черного моря. М.: Изд-во АН СССР, 1958. Т. 1. 187 с.Zenkovich V. P. Morfologija i dinamika sovetskih beregov Chernogo morja. Tom 1. (Morphology and dynamics of the Soviet Black Sea shores of the. V.1). Moskva: Izd-vo AN SSSR (Publ.), 1958. 187 p.Grasso F., Michallet H., Certain R., and Barthélemy E. Experimental flume simulation of sandbar dynamics // Journal of coastal research. 2009. SI 56. Vol. I. P. 54-58.Grasso F., Michallet H., Certain R., E. Barthélemy. Experimental flume simulation of sandbar dynamics. Journal of coastal research. 2009. SI 56. Vol. I. P. 54-58.Saprykina Y., Kuznetsov S., and Korzinin D. Nonlinear transformation of waves above submerged structures // Procedia Engineering. 2015. Vol. 116 (1). P. 187-194.Saprykina Y., Kuznetsov S., and Korzinin D. Nonlinear transformation of waves above submerged structures. Procedia Engineering. 2015. Vol. 116 (1). P. 187-194.Cheng J., Wang P., and Smith E. R. Hydrodynamic conditions associated with an onshore migrating and stable sandbar // Journal of Coastal Research. 2016. Vol. 32. I. 1. P. 153-163.Cheng J., Wang P., Smith E. R. Hydrodynamic conditions associated with an onshore migrating and stable sandbar. Journal of Coastal Research. 2016. Vol. 32. I. 1. P. 153-163.Saleh Salem A., Jarno-Druaux A., and Marin F. Physical modelling of cross-shore beach morphodynamics under waves and tides // Journal of Coastal Research. 2011. SI 57. P. 139-143.Saleh Salem A., Jarno-Druaux A., and Marin F. Physical modelling of cross-shore beach morphodynamics under waves and tides. Journal of Coastal Research. 2011. SI 57. P. 139-143.Леонтьев И. О. Прибрежная динамика: волны, течения, потоки наносов. М.: ГЕОС, 2001. 272 с.Leont’ev I. O. Pribrezhnaja dinamika: volny, techenija, potoki nanosov (Coastal dynamics: waves, currents, sediment flows). Moskva: GEOS (Publ.), 2001. 272 p.Проектирование морских берегозащитных сооружений. СП 32-103-97. М.: Корпорация “ТРАНССТРОЙ”, 1998.Proektirovanie morskih beregozashchitnyh sooruzhenij (Design of offshore protective structures) SP 32-103-97, Korporaciya “TRANSSTROJ”, Moscow, 1998.Roelvink D., Reniers A., van Dongeren A., van Thiel de Vries J., McCall R., and Lescinski J. Modelling storm impacts on beaches, dunes and barrier islands. Coastal Engineering. 2009. Vol. 56 (11-12). P. 1133-1152.Roelvink D., Reniers A., van Dongeren A., van Thiel de Vries J., McCall R., and Lescinski J. Modelling storm impacts on beaches, dunes and barrier islands. Coastal Engineering. 2009. Vol. 56 (11-12). P. 1133-1152.Hasselmann K., Barnett T. P., Bouws E., Carlson H., Cartwright D. E., Enke K., Ewing J. A., Gienapp H., Hasselmann D. E., Kruseman P., Meerburg A., Mller P., Olbers D. J., Richter K., Sell W., and Walden H. Measurements of wind-wave growth and swell decay during the Joint North Sea Wave Project (JONSWAP)’ Ergnzungsheft zur Deutschen Hydrographischen Zeitschrift Reihe, A (8). 1973. No. 12. P. 95.Hasselmann K., Barnett T. P., Bouws E., Carlson H., Cartwright D. E., Enke K., Ewing J. A., Gienapp H., Hasselmann D. E., Kruseman P., Meerburg A., Mller P., Olbers D. J., Richter K., Sell W., and Walden H. Measurements of wind-wave growth and swell decay during the Joint North Sea Wave Project (JONSWAP). Ergnzungsheft zur Deutschen Hydrographischen Zeitschrift Reihe. 1973. Vol. 8 (12). P. 1-95.Наумова В. А., Евстигнеев М. П., Евстигнеев В. П., Любарец Е. П. Ветро-волновые условия Азово-Черноморского побережья Украины // Наук. праці УкрНДГМІ. 2010. В. 259. C. 263-283.Naumova V. A., Evstigneev M. P., Evstigneev V. P., and Ljubarec E. P. Wind-wave conditions of Azov-and-Black Sea coast of Ukraine. Nauk. pracі UkrNDGMІ. 2010. Vol. 259. P. 263-283. (in Russ.)Справочные данные по режиму ветра и волнения Балтийского, Северного, Черного, Азовского и Средиземного морей / Ред. Лопатухин Л. И. и др. СПб.: Российский Морской Регистр Судоходства, 2006. 452 с.Spravochnye dannye po rezhimu vetra i volnenija Baltijskogo, Severnogo, Chernogo, Azovskogo i Sredizemnogo morej (Information on wind-wave regime of Baltic, North, Black, Asov and Mediterranean Seas). Lopatuhin L. I. Ed. S.Pb.: Rossijskij Morskoj Registr Sudohodstva (Publ.), 2006, 452 p.Coastal Engineering Manual. U. S. Army Corps of Engineers. 2002. Engineer Manual 1110-2-1100, U. S. Army Corps of Engineers, Washington, D. C. (in 6 volumes).Coastal Engineering Manual. U. S. Army Corps of Engineers. Engineer Manual 1110-2-1100, U. S. Army Corps of Engineers, Washington, D. C. (in 6 volumes), 2002.Кузнецова О. А., Сапрыкина Я. В., Трифонова Е. В. Экспериментальные исследования влияния волнения на деформации рельефа дна береговой зоны // Процессы в геосредах. 2015. № 2 (2). C. 66-74.Kuznetsova O. A., Saprykina Ja. V., and Trifonova E. V. Jeksperimental’nye issledovanija vlijanija volnenija na deformacii rel’efa dna beregovoj zony (Experimental research of wave impact on coastal relief deformation). Processy v geosredah. 2015. No. 2 (2). P. 66-74. (in Russ.)Dean R. G. Equilibrium beach profiles: characteristics and applications // Journal of Coastal Research. 7. P. 53-84.Dean R. G. Equilibrium beach profiles: characteristics and applications. Journal of Coastal Research. 1990. Vol. 7 (1). P. 53-84.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.