三、近岸流系
波浪水质点运动轨道实际上并不封闭,这是由于风对水面作用的脉动性质造成的。由于波浪水质点运动轨道的不完全封闭,不仅发生了波浪形状的移动,还发生了水体沿波浪传播方向的实际移动,即向岸的移动。当波浪破碎后,向岸的水流也可引起海岸壅水。这就造成沿岸的海水面较之外海的水面位置抬高。此外,向岸风也可使岸边壅水,如强烈的向岸风可使海岸增水高达几米。上述因素造成的岸边增水必然引起海水的补偿运动,调节海面的高差。海岸带的这种水体补偿运动组成一个近岸水循环的流系,称近岸流系。又由于这种补偿运动直接与间接是由波浪运动造成的,所以近岸流也称为波流。近岸流是由整体向岸推进的水体、沿岸流、裂流与底流组成(图 8-15)。近岸流是海岸带细颗粒泥沙搬运的主要原因。
(一)沿岸流
当波浪传播方向与海岸斜交时,尤其是波浪向较平直的海岸推进时,在波浪破碎后,破浪带与岸线之间会产生一股与岸线平行的沿岸流(图 8-16)。其持续时间的长短取决于波浪方向的恒定时间,波向改变,它也随之变化。
当河流入海后,在盛行风(如季风)的作用下,可形成强大的沿岸流。如长江、钱塘江的冲淡水影响下形成的浙闽沿岸流,广东珠江冲淡水影响下形成的西南向沿岸流(一年四季均存在)等。沿岸流恒定时,对海岸带的泥沙冲淤和岸线变动起较大的影响。
(二)底流与裂流
当岸外水体缓慢输送到岸边时,所产生的增水还通过底流或裂流来进行调节。底流(海底逆流,底层回流)与裂流均是离岸向海流去的水体,称离岸流。二者的区别是:底流流速很慢,分布面广,靠近海底向外流动;而裂流则是狭窄的、快速的靠近水面为主的水流,冲刷力很强。最早研究裂流的是谢帕德(Shepard)等人(1941),在裂流一词出现之前,离岸流统称底流。
- 底流。
往往出现在水下岸坡较陡深的情况下。海面的倾斜通过自岸向海的底流而得到补偿。它可促使碎屑物质自近岸地区向海岸带的外区运移。如遇暴风浪时,底层逆流可有 10.8 米/秒的流速,这可搬运漂砾。此外,底流还可影响向岸和向海波动流速的不对称。
- 裂流。
往往出现在水下岸坡较和缓的情况下,当波峰线与岸线平行推进时,外海水体被缓慢地输送到破浪带,在近岸附近可产生方向平行于岸线的沿岸流。当两股相向的沿岸流流经一定距离后汇合,由于各自能不断地得到水体的补给而外输,就转化为一股穿越破浪带向海流出的裂流。裂流可分为根部、
颈部和头部。根部是相向沿岸流的汇合处,向海横穿破浪带是狭窄的颈部, 破浪带外侧裂流扩散处为头部(见图 8-15)。
若波峰线以一定夹角向岸推进时,形成同向的沿岸流,当流经一定距离后,也可因水体汇聚造成壅水而产生裂流。这种裂流流向与岸线方向以一定斜角相交,并有沿岸迁移的趋势(见图 8-16)。
中等海浪最利于裂流的发育,汹涌的海浪能产生为数不多但较强的裂流,而较弱的海浪能形成数量较多、能量较弱的裂流。裂流间的距离差别很大,自 30~100 米到 400~500 米不等。裂流的流速一般在 1~2 米/秒左右, 具有较强的冲刷能力,可切割破浪带附近的水下沙坝。在高能波浪作用下形成的裂流可在海底冲蚀出裂流沟来。