Волнение, турбулентность и процессы переноса взвешенных наносов в береговой зоне моря тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.28, доктор физико-математических наук Кузнецов, Сергей Юрьевич

• Кузнецов, Сергей Юрьевич
• доктор физико-математических наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Кузнецов, Сергей Юрьевич

Введение

Глава 1. Измерительная аппаратура и эксперименты

1.1. Аппаратура для проведения натурных экспериментов

1.1.1 Датчик динамического давления ВДК

1.1.2 Электромагнитные измерители скорости

1.1.3 Датчики давления

1.1.4 Струнные и электроконтактные волнографы

1.1.5 Турбидиметр

1.1.6 Волновой автономный буй

1.2. Натурные эксперименты и полигоны

1.2.1. "Нида-81"

1.2.2. Полигон Шкорпиловцы, Черное море, Болгария

1.2.3. Полигон Новомихайловка, Черное море, Россия

1.2.4. Эксперимент "Нордерней-94", Северное море

1.2.5. Эксперимент "Эбродельта-96", Средиземное море

Глава 2. Волнение в береговой зоне моря

2.1. Групповая структура волн, основные параметры

2.2. Структура волн на входе в береговую зону

2.3. Трансформация групповой структуры волн в прибрежной зоне

2.3.1. Трансформация нерегулярных волн

2.3.2. Модель

2.3.3. Трансформация монохроматических волн

2.3.4. Трансформация бихроматических волн

2.3.5. Влияние уклона дна на процесс трансформации волн

2.4. Моделирование трансформации волн в районе г. Геленджика

2.5. Исследование частотной зависимости диссипации энергии нерегулярных волн при обрушении

2.5.1. Метод определения коэффициента диссипации энергии

2.5.2. Типизация зависимостей коэффициента диссипации энергии волн от частоты

2.5.3. Влияние различных факторов на частотную зависимость диссипации энергии волн при обрушении

2.5.3.1. Влияние формы волны

2.5.3.2. Влияние уклона дна

2.5.4. Влияние особенностей трансформации спектра волн на вид коэффициента диссипации

2.6. Фазовая скорость свободных и связанных волн на мелкой воде

2.6.1. Фазовая скорость волн по данным экспериментов

2.6.2. Эффект "аномальной дисперсии"

2.7. Вторичные волны в прибойной зоне

2.8. Основные результаты главы

Глава 3. Турбулентность в волнах на мелководье

3.1. Неустойчивость основного волнового движения

3.1.2. Возникновение турбулентности в необрушенных волнах в береговой зоне

3.2. Турбулентные и волновые движения в береговой зоне

3.2.1. Существующие методы разделения волновой и турбулентной компонент скорости частиц воды в волновом потоке 3.2.2 Влияние модуляции коротких волн длинными на линейность связи поля орбитальных скоростей и поверхностного волнения

3.2.3. Влияние связанных и свободных компонент волн на линейность связи поля орбитальных скоростей и поверхностного волнения

3.2.4. Функции когерентности и бикогерентности для негауссовых случайных процессов

3.2.5. Способ разделения волновых и турбулентных движений

3.3. Статистика средних по времени параметров турбулентности

3.3.1. Обзор экспериментальных исследований мелкомасштабной турбулентности в волновом потоке

3.3.2. Статистические характеристики высокочастотной турбулентности на мелководье

3.4. Основные результаты главы

Глава 4. Механизмы взвешивания и переноса осадков

4.1. Расчет движения взвешенных частиц песка в монохроматической волне на мелководье

4.2. Временные масштабы и механизмы взвешивания песчаных осадков

4.3. Вертикальные масштабы событий взвешивания

4.4. Перемежаемость турбулентности в прибойной зоне и её влияние на взвешивание песка

4.5. Влияние особенностей волновых режимов на процессы перемещения осадков и изменения рельефа дна

4.5.1. Влияние степени симметрии волн на концентрацию и расход взвешенных наносов

4.5.2. Влияние особенностей групповой структуры волн на концентрацию и расход взвешенных наносов

4.5.3. Совместное влияние инфрагравитационных волн и групповой структуры гравитационных волн на расход наносов

4.5.4. Влияние вида частотной зависимости скорости диссипации энергии волн на расход взвешенных наносов

4.6. Достоинства и недостатки энергетического подхода к прогнозу транспорта наносов

4.7. Основные результаты главы Заключение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Волнение, турбулентность и процессы переноса взвешенных наносов в береговой зоне моря»

По определению В.В. Лонгинова береговая зона должна рассматриватся: «как область моря: в которой движения воды определяются постоянным взаимодействием с сушей» (Лонгинов, 1963). В данной работе мы будем исходить из этого определения береговой зоны моря, которое определяет границы береговой зоны динамически, в зависимости от исследуемых или фактических движений воды. Например, во время штиля и в отсутствии волн ширина береговой зоны должна быть принята равной нулю. Все основные движения воды в береговой зоне, за исключением ряда течений (приливных, для которых все море является береговой зоной, вдольбереговых градиентных, плотностных, геострофических, ветровых дрейфовых и т.д.), индуцируются волнением, подходящим к берегу из открытого моря. Практически вся энергия, накопленная волнением, диссипируется в береговой зоне.

По мере развития общества и технического прогресса интенсивность освоения береговой зоны морей возрастает. Это связано с ростом как транспортных (строительство новых портов, нефтяных и газовых терминалов и трубопроводов), так и рекреационных нагрузок. Соответственно возрастает риск техногенных и природных катастроф в береговой зоне моря и значительного экономического ущерба при нерациональном использовании ресурсов береговой зоны. Поэтому необходим достоверный прогноз динамических процессов береговой зоны и разработка методов расчета размывов и заносимости гидротехнических сооружений, искусственных и естественных пляжей, берегозащитных сооружений, а также расчета переноса загрязнений, образования низкочастотных колебаний и циркуляционных течений в портах, гаванях, вокруг искусственных островов и подводных рифов.

С точки зрения фундаментальной науки береговая зона интересна тем, что в ней сконцентрированы проявления самых разнообразных физических закономерностей. Например, особенности рельефа дна приводят к проявлению практически всех известных свойств нелинейных волн. Знакопеременный характер движения: частиц воды а волновом потоке накладывает дополнительную нестационарность на классические механизмы генерации турбулентности. Процессы взвешивания и переноса наносов определяются чрезвычайно широким спектром масштабов движения воды от мелкомасштабной турбулентности до низкочастотных гравитационных волн.

Анализ современного состояния изученности динамики береговой зоны показывает общепризнанность того факта, что поверхностное волнение является основным источником поступления энергии в береговую зону моря и определяет большинство динамических процессов в этой зоне. Вся энергия волн, накопленная ими в открытом море под действием ветра диссипируется в береговой зоне моря. Все режимы волнения на внешней границе береговой зоны нерегулярны и обладают групповой структурой, проявляющейся в чередовании цугов высоких и низких волн. По мере распространения волн к берегу волновое движение нелинейным образом трансформируется в движения разных типов и масштабов, включая турбулентные и инфрагравитационные, вызывая перенос донных осадков и загрязнений, значительные деформации рельефа дна и изменения береговой линии. Такие движения оказывают порой катастрофическое воздействие на берегоукрепительные, гидротехнические, портовые и другие сооружения.

В последние годы развит ряд численных и аналитических моделей, позволяющих адекватно описывать практически все известные нелинейные эффекты в поле волн в как во временной, так и в частотной областях. Трудности остаются только в правильном задании граничных условий и описании диссипации энергии волн в прибойной зоне. Написаны десятки вариантов численных математических моделей, позволяющие решать нелинейные уравнения распространения волн на конечной глубине как в реальных простанственно-временных координатах, так и в спектральном виде, и адекватно описывающие практически все встречаемые эффекты в поле ветровых волн (современные обзоры можно найти в работах Zaharov, 1998; Becq-Girard et al., 1999). Несмотря на явные успехи численного и аналитического моделирования ветрового волнения, стройная качественная картина нелинейной деформации нерегулярных волн над наклонным дном отсутствует, что объясняется отсутствием продолжительных непрерывных рядов измерений параметров волнения, позволяющих достаточно полно исследовать и классифицировать закономерности эволюции волн на мелкой воде, обусловленные многообразием вариантов трансформации поля волн над особенностями рельефа дна и разными масштабами временной изменчивости. Это часто приводит к использованию ошибочных предпосылок при построении и верификации упрощенных геоэкологических моделей, использующих среднестатистические и спектральные параметры. Несмотря на очевидный прогресс в изучении волн, существует большой разрыв между резко выросшими в последние годы возможностями численного моделирования эволюции волн и нашей способностью понять и проинтерпретировать физические механизмы, лежащие в основе этого комплексного процесса. Кроме того, эта задача осложняется разнообразием волновых режимов на входе в береговую зону и многообразием форм рельефа дна. Такая ситуация привела к отсутствию среди исследователей единого мнения по ряду принципиальных вопросов динамики волн в береговой зоне.

Строгих и полностью обоснованных методов расчета концентрации взвешенных наносов и расхода осадочного материала не существует до сих пор. Большая часть используемых моделей • носит эмпирический, полуэмпирический или феноменологический характер. Прогресс в данном направлении тормозится отсутствием детальных экспериментальных данных об элементарных процессах и механизмах взвешивания осадков, а также сложностью адекватного описания поля волн, вызывающего движения осадков. Общепризнанно, что непосредственное влияние на взвешивание осадков оказывает мелкомасштабная турбулентность, однако точные механизмы генерации турбулентности, ее статистическое описание для условий волнового потока и количественные связи между параметрами турбулентности и концентрации взвешенных наносов отсутствуют.

Можно заключить, что в настоящее время существует большое количество как чисто теоретических, так и эмпирических и полуэмпирических моделей описывающих специфические динамические процессы береговой зоны моря. Большинство моделей, явно или не явно, опираются на систему представлений и гипотез об элементарных процессах, протекающих в береговой зоне моря. Между тем, эти представления в большинстве случаев до сих не получили исчерпывающей экспериментальной проверки, и часто основываются лишь на здравом смысле исследователей. Как правило, большинство процессов, протекающих в береговой зоне, имеют нелинейных характер и не могут быть проинтерпретированы с точки зрения одного лишь здравого смысла и на основе совпадения конечных результатов моделирования с наблюдениями в природе без детального рассмотрения их механизмов. Отсутствие стройной физической картины динамики береговой зоны может в свою очередь приводить к неправильной интерпретации, как экспериментальных данных, так и результатов моделирования. Это, в свою очередь, приводит к использованию ошибочных предпосылок при создании новых полуэмпирических моделей специфических процессов береговой зоны.

Из проведенного обзора вытекает актуальность нового направления исследований динамики береговой зоны, которому посвящена диссертация - установлению физических механизмов протекающих процессов.

Предметом диссертации является теоретическое обобщение экспериментальных исследований процессов трансформации нерегулярных волн в береговой зоне моря, генерации турбулентности в придонном слое и при обрушении волн и вызываемое ими взвешивание наносов, их перенос и результирующие деформации рельефа дна. Цель диссертационной работы -создание физической картины трансформации нерегулярных волн в береговой зоне, выяснение и параметризация основных механизмов образования турбулентности в волновых потоках на мелководье, выяснение механизмов взвешивания и транспорта наносов под действием волнения и турбулентности и оценка их относительного вклада в формирование расхода наносов и переформирования рельефа дна.

Основными методами исследования являются: проведение натурных экспериментов по синхронному измерению поверхностного волнения, скоростей частиц воды и концентрации взвешенных наносов в нескольких точках береговой зоны моря; использование современных методов анализа временных рядов для выяснения физических закономерностей на фоне нестационарных, перемежающихся, нелинейных проявлений взаимодействия различных масштабов волнения и турбулентности в процессе перемещения осадков и деформаций рельефа дна.

Использование численного и аналитического моделирования для обобщения и интерпретации наблюденных эффектов.

Для развития данного направления автором были:

1. Разработаны методы измерения скоростей частиц воды и концентрации взвешенных наносов в береговой зоне моря.

2. Обоснована методика разделения волновых и турбулентных движений частиц воды.

3. Проведены серии комплексных натурных экспериментов по синхронному измерению волнения, волновых скоростей и концентрации взвешенных песчаных осадков.

4. Выяснена структура нерегулярного волнения на входе в береговую зону.

5. Исследованы закономерности трансформации нерегулярных волн в береговой зоне на основе данных численных и натурных экспериментов.

6. Изучены условия возникновения мелкомасштабной турбулентности, инициируемой волнением, и ее статистические свойства на основе данных натурных экспериментов.

7. Экспериментально, в натурных условиях, выяснены доминирующие механизмов взвешивания и переноса осадков волнами и мелкомасштабной турбулентностью.

8. Путем натурных и численных экспериментов исследовано влияния временной и пространственной изменчивости параметров волнения на концентрацию и расход взвешенных наносов.

В ходе развития данного направления исследований автором были получены следующие основные результаты:

1. Установлено существование ламинарного, переходного и турбулентного режимов в волновом потоке на мелководье.

2. Получен критерий перехода к турбулентному режиму в волновом потоке, и исследованы зависимости статистических характеристик турбулентности от параметров волн.

3. Выяснены и объяснены механизмы трансформации групповой структуры волн в прибрежной зоне моря.

4. Выяснены особенности частотной избирательности диссипации энергии волн в прибойной зоне.

5. Экспериментально установлена дисперсионная природа вторичных волн за подводными валами.

6. Открыт и объяснен парадокс аномальной дисперсии ветровых волн на мелкой воде.

7. Прямыми измерениями продемонстрирована и описана связь взвешивания осадков с интенсивностью турбулентности в придонной области.

8. Экспериментально установлены основные механизмы взвешивания осадков гравитационными волнами.

9. Установлены границы его применимости "энергетической" подхода к прогнозу транспорта осадков и экспериментально проверены его основные постулаты,.

10. Выявлено влияние перемежаемости турбулентности и нелинейного взаимодействия групп гравитационных волн с инфрагравитационными волнами на процессы взвешивания и результирующий перенос осадков.

На защиту выносится физическая модель динамических процессов береговой зоны, включающая в себя следующие положения:

1. Все режимы волнения на входе в береговую зону моря имеют групповую структуру, обладающую свойствами автомодельности.

2. Выравнивание высот волн при их приближении к берегу происходит из-за нелинейной перестройки спектра волн в области частот первых гармоник и эффекта заполнения промежутков между группами, созданными первыми гармониками, группами высокочастотных волн. При этом мгновенное отношение амплитуд первой и второй гармоник меняется во времени.

3. Степень асимметрии волн и уклон дна определяют три типа частотной зависимости скорости диссипации энергии волн при обрушении. Обрушение изменяет форму спектра волн, компенсируя действия процессов линейной и нелинейной трансформации.

4. В природном волновом потоке на мелководье, в отсутствии обрушения, существуют ламинарный и турбулентный режимы. При переходе от ламинарного к турбулентному режиму флуктуации скорости имеют место лишь под гребнями и ложбинами волн. Критерием этого перехода является крутизна волны.

5. Существуют три основных механизма взвешивания наносов, определяющие временные масштабы флуктуации концентрации: а) выброс вихрей из-за гребней песчаных рифелей при смене направления придонной скорости воды, б) образование вихрей в пограничном слое вследствие гидродинамической неустойчивости волнового потока при его замедлении в) образование крупномасштабных вихрей при обрушении гребней волн .

6. Групповая структура волн, особенно ее сочетание с инфрагравитационными волнами, и вид частотной зависимости диссипации энергии при обрушении определяют величины и направления расхода взвешенных наносов и деформаций рельефа дна.

Новизна работы определяется поставленными задачами, использованными подходами и полученными результатами. Новизной постановки задачи является направленность исследования на выяснение и элементарных и комплексных физических механизмов динамики береговой зоны. Новизной подхода является совместное использование тщательно спланированных натурных экспериментов и численного и аналитического моделирования как для разделения различных механизмов динамики береговой зоны, так и для их теоретического обобщения. Все упомянутые результаты работы обладают новизной и демонстрируют сложность и взаимосвязанность динамических процессов береговой зоны моря.

Личный вклад автора существенен на всех этапах проведенных исследований. Основная часть экспериментальных результатов получена при непосредственном участии автора в 11 натурных экспериментах: «Камчия-79», «Нида-81», «Шкорпиловцы -82, 83, 85, 88», «Нордерней-94», «Эбродельта-96», «Новомихайловка- 93, 99, 02». В приборных разработках и комплексных натурных экспериментах, выполненных в соавторстве с коллективами ИО РАН и ЮО ИО РАН автор был инициатором, руководителем отдельных и непосредственным участником всех проводимых исследований. Обработка экспериментальных данных, моделирование и интерпретация полученных результатов была выполнена в соавторстве с сотрудниками ЮО ИО РАН и ИО РАН, первичная обработка экспериментальных данных и значительная часть аналитических и численных расчетов была выполнена непосредственно автором.

Практическая значимость работы определяется созданием физической модели динамики береговой зоны моря, которая описывает волнение на входе в береговую зону, основные черты трансформации волн, генерацию мелкомасштабной турбулентности в волновом потоке, механизмы взвешивания и переноса песка волнами и мелкомасштабной турбулентностью. Эта модель может быть применена в качестве основы для уточнения старых и построения новых полуэмпирических методов расчета волнения, потоков наносов и деформаций рельефа дна в береговой зоне моря.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах Лаборатории шельфа и морских берегов, и Лаборатории морской турбулентности ИО РАН, на семинарах кафедры физики моря МГУ, на 9 всесоюзных и всероссийских конференциях и на 22 международных конференциях.

По теме диссертации опубликовано 77 научных работ, их них 12 статей в отечественных и зарубежных рецензируемых журналах, 12 статей в тематических сборниках и коллективных монографиях, 22 статьи в трудах конференций.

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 206 страниц текста, 111 рисунков, 5 таблиц; список литературы содержит 208 названий.

Заключение диссертации по теме «Океанология», Кузнецов, Сергей Юрьевич

4.7. Основные результаты главы

1. В отсутствии турбулентности в монохроматических волнах, горизонтальный перенос взвешенных частиц песка идет со скоростью стоксова переноса воды, а уменьшение скорости осаждения частиц песка не превышает 5 % от величины их гидравлической крупности.

2. По данным измерений для разных по силе режимов нерегулярных волн можно выделить три основных механизма взвешивания, которыми и объясняются наблюдаемые временные масштабы: а) выброс вихрей из-за гребней песчаных рифелей при смене направления придонной скорости zis N воды, б) образование вихрей в пограничном слое вследствии гидродинамической неустойчивости волнового потока при его замедлении и их выброс в толщу воды, в) образование крупномасштабных вихрей при обрушении гребней волн и их проникновение к дну.

При реализации механизма а) сдвиг фаз между флуктуациями

Л ал 71 концентрации и скорости составляет -—, при механизме б) основной волновой частоте. При механизме в) когерентность между флуктуациями скорости и концентрации на волновых частотах становится близка к нулю.

3. Как для рифельного, так и гладкого дна, конвективный подъем частиц песка турбулентными вихрями в толщу воды происходит почти мгновенно по сравнению с периодом волн, что приводит практически к одновременному появлению всплесков концентрации в придонном слое толщиной 20-30 см. Выше этого слоя когерентность флуктуаций концентрации и скорости мала и распространение взвеси определяется в основном диффузионными процессами.

4. В средней и внутренней частях прибойной зоны случаи взвешивания определяются крупномасштабными турбулентными вихрями. Перемежающийся характер турбулентности определяет низкочастотные колебания концентрации взвешенного песка. Диаметр вихрей увеличивается с глубиной. Эта зависимость подтверждает классическую идею о пропорциональностью между размерами вихря и параметрами потока.

5. Расход взвешенных наносов и результирующие деформации рельефа дна в береговой зоне моря весьма чувствительны к параметрам волнения, механизмам нелинейной трансформации волн и диссипации их энергии при обрушении. Учет изменения асимметрии волн, групповой структуры волн и инфрагравитационных волн, использование того или иного типа частотной зависимости скорости диссипации энергии волн при обрушении, учет сдвига фаз между флуктуациями концентрации и скорости изменяют не только величины расхода и деформаций рельефа дна, но и их направление.

Заключение

В результате проведенной работы сделано теоретическое обобщение результатов многолетних экспериментальных исследований волнения и турбулентности в береговой зоне моря и вызываемых ими процессов взвешивание и переноса донных осадков, ведущих к деформациям рельефа дна. На основе этого обобщения построена качественная физическая модель динамики береговой зоны, описывающая как элементарные процессы трансформации нерегулярного волнения над наклонным дном, механизмы генерации турбулентности, взвешивания и переноса наносов, так и связи между этими процессами и механизмами.

Модель исходит из общепризнанного положения, что волнение является основным источником поступления энергии в береговую зону. Показано, что все режимы волнения на внешней границе береговой зоны нерегулярны и обладают групповой структурой, безразмерные параметры которой (высота и средний период групп волн) не зависят явно от параметров волн и условий волнообразования, что свидетельствует об её автомодельности. В береговой зоне параметры групповой структуры меняются квазипериодично по мере приближения волн к берегу. Основной причиной этих изменений являются нелинейные процессы, а не обрушение волн. Выравнивание высот волн по мере их приближения берегу происходит из-за нелинейной перестройки спектра волн в области частот первых гармоник и из-за заполнения промежутков между группами волн с большой первой гармоникой группами больших высокочастотных волн, рождающихся в результате нелинейной трансформации волн над наклонным дном. Эффект «заполнения» приводит к существенной временной изменчивости амплитудно-частотного-фазового состава индивидуальных волн, к чередованию почти симметричных волн с периодом основной гармоники с сильно асимметричными волнами, обогащенными высшими гармониками, и к квазипериодичным изменениям знаков асимметрии волн относительно горизонтальной и вертикальной осей. «Рождение», а не распространение высших гармоник в прибойной зоне приводит к парадоксу «аномальной дисперсии», когда «видимая» фазовая скорость высших гармоник становится больше, чем основной гармоники, что приводит к изменению крутизны переднего склона волн и образованию бора. Наряду с нелинейными процессами, дисперсионные процессы так же важны в относительно мелководной береговой зоне, так как они определяют периодичность обмена энергией между гармониками волнового движения и как крайнее их проявление, приводят к дисперсионному распаду волн и образованию вторичных высокочастотных волн в ложбинах между подводными песчаными валами.

При приближении к берегу над равномерно повышающимся дном волны становятся круче и асимметричнее и, в конечном итоге, обрушаются. Процесс обрушения волн характеризуется значительными потерями энергии, переходящей в энергию турбулентности, и последующим затуханием волновых движений. Показано, что в прибойной зоне скорость диссипации энергии при обрушении волн зависит от частоты и существует три основных типа зависимостей: равномерная, квадратичная и избирательная на частотах вторых-третьих гармоник. Тип частотной зависимости диссипации энергии при обрушении волн определяется: степенью асимметрии волн и уклоном дна. Процесс обрушения изменяет форму спектра волн, таким образом, чтобы компенсировать последствия процессов линейной и нелинейной его трансформации при распространении волн на мелкой воде.

Одновременное существование волновых и турбулентных движений, прежде всего, требует способа их разделения для изучения их отдельного и совместного влияния на динамику береговой зоны. Знакопеременный характер движения частиц воды в волнах, нелинейность связи поверхностного волнения и скорости частиц воды в толще потока, осложненная негауссовостью процесса волнения в береговой зоне, делают практически неразрешимой задачу строгого разделения волновых и турбулентных движений в области частот лежащей ниже частоты третьей-четвертой кратной гармоники основного волнового движения в случае нерегулярных природных волн. Однако показанное отсутствие линейных и квадратичных связей в высокочастотной области позволило считать турбулентными флуктуации скорости частиц воды с частотами большими трех-четырех частот максимума спектра волн. Оценки пространственных масштабов выделенной таким образом турбулентности свидетельствуют об её мелкомасштабности по сравнению с волновыми движениями.

В береговой зоне существуют три основных источника турбулентности, порождаемой волновыми движениями: придонный пограничный слой, обрушающиеся гребни волн и собственно неустойчивость основной толщи волнового потока. Основная толща волнового потока может существовать в трех режимах - ламинарном, турбулентном или переходном. В переходном режиме флуктуации скорости имеют место лишь под гребнями и ложбинами волн, одновременно захватывая всю толщу потока. Получен эмпирический критерий турбулизации волнового потока на мелководье, имеющий физический смысл крутизны волны. Показано, что высокочастотная турбулентность изотропна как в зоне деформированных волн, так и в зоне их разрушения. Получены эмпирические зависимости интенсивности турбулентности от энергии волнения для различных частей береговой зоны.

Существуют три основных механизма взвешивания наносов, определяющие временные масштабы флуктуаций концентрации: выброс вихрей из-за гребней песчаных рифелей при смене направления придонной скорости воды, образование вихрей в пограничном слое вследствие гидродинамической неустойчивости волнового потока при его замедлении и образование крупномасштабных вихрей, проникающих до дна, при обрушении гребней волн. Из-за привязки моментов взвешивания к определенной фазе волнового движения, механизмы взвешивания весьма чувствительны к пространственно-временной изменчивости амплитудночастотно-фазового состава индивидуальных волн, возникшей как из-за нелинейных особенностей процесса трансформации волн на мелководье, так и из-за нерегулярности волнения на входе в береговую зону, и к присутствию инфрагравитационных волн. Этой чувствительностью определяются основные проблемы, возникающие при прогнозе расхода наносов. Квазипериодические изменения крутизны волн и их симметрий относительно вертикальной и горизонтальной осей, приводят как к изменению высших статистических моментов волнового движения, определяющих величину и направление расхода взвешенных осадков в береговой зоне, так и к временной перемежаемости турбулентности, в свою очередь определяющей взвешивание и перенос осадков.

Предлагаемая модель позволяет существенно улучшить понимание процессов динамики береговой зоны, выявить их относительную роль в формировании расхода наносов, наметить пути их эмпирической параметризации для использования в практически необходимых прогностических моделях.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Кузнецов, Сергей Юрьевич, 2005 год

1. Aatkins О.О., Greenwood В., 1994. Sediment transport by wind waves, long waves and mean currents: an experiment on nearshore morphodynamics, lake Huron, Canada. "Coastal Dynamics 94", ASCE, Barselona, Spain, p.4-27.

2. Allen J.R.L., 1968. The nature and origin of bed form hierarchies. Sedimentology, 5, N 2.

3. Antsyferov S.M., Pykhov N.V., Dachev V.Zh. 1990. Dynamics of suspended sediment. In: Dynamical processes in coastal regions. Sofia. Bui. Ac. Sci. P. 127- 179.

4. Bailard J.A. 1981. An energetics total load sediment transport model for a plane slopping beach. J. Geoph. Res., v. 86, p. 10938-10954.

5. Battjes J.A, Sakai Т., 1981. Velocity field in steady breaker. J. of Fluid Mech., v.l 11, p.431-437.• 6. Battjes J.A., J.P.F.M. Janssen, 1978. Energy loss and set-up due to breakingof random waves. Proc. of XXVI Int. Coastal. Eng. Conf. P. 569-587.

6. Battjes, J.A., S.Beji, 1992. Breaking waves propagating over a shoal. Proc.Int. Conf.Coastal Engineering, p.42-61.

7. Beach R.A., Sternberg R.W., 1988. Suspended sediment transport in the surf zone: Response to cross-shore infragravity motion. Mar.Geol., 80, p. 671-679.

8. Becq-Girard F., P. Forget, M. Benoit, 1999. Non-linear propagation of unidirectional wave fields over varying topography. Coastal Eng. V. 38. P.91-113.

9. Beji S., J.A. Battjes, 1993. Experimental investigation of wave propagating over a bar. Coastal Engineering, Vol 19, p.l51-162.

10. Bosman Y.Y., 1984. An optical system for investigation sediment concentration measurement. Design and specification of OPCON. Water Loopkundig Laboratory. Delft Hydraulic Laboratory. Rep. 716. Pt. 4. 43 p.

11. Bowden K., White R., 1966. Measurements of the orbital velocities of sea waves and their use in determing the directional spectrum. Geoph. J. Roy. Astron. Soc, v.12, N 1, p.33-54.

12. Bowen A.J., 1980. Simple models of nearshore sedimentation; beach profiles and longshore bars. Coastline of Canada. Geol. Surv. Can. Halifax. P. 1-11.

13. Cantwell B.J., 1981. Organized motion in the turbulent flow. Ann. Rev. Fluid Mech., 13, p. 457-515.

14. Carstens M.R., Neilson F.M., 1967. Evolution of a dunned bed under oscillatory flow. J. Geophys. Res., 72, p. 3053-3059.

15. Chapalain G., Cointe R., Temperville, A., 1992. Observed and modeled resonantly interacting progressive water-waves. Coastal Eng. 16. P. 267-300.

16. Chen, Y., Guza, R.T. and S. Elgar, 1997. Modeling spectra of breaking surface waves in shallow water. Journal Geophysical Research, Vol. 102, N CI 1, p.25035-25046.

17. Conner C.S., De Visser A.M., 1992. A laboratory investigation of particle size effects on an optical backscatterance sensor. Marine Geology. V. 1086. P. 151 -159.

18. Cunningham P.M, et al., 1979. Dynamics calibration of electromagnetic flow meters. IEEE Oceans, p.298-301.

19. Donelan M.A., 1978. Whitecaps and momentum transfer. In Nurbulent fluxes trough the sea surface, wave dynamic and prediction. Edd. by A. Favre, K. Hasselman. N 4, London, v.l, p.273-287.

20. Donelan M.A., Motycka J., 1978. A miniature grad sphere velocity probe. Rev. Sci. Instrum. V.49, p.298-304.

21. Downing J.P., 1984. Suspended sand transport on a dissipative beach. Proc. 19th Coast. Eng. Conf., Huston, p. 1765-1781.1. Z92.

22. Downing J.P., Sternberg R.W., Lister C.R.B.6 1981. New instrumentation for the investigation of sediment suspension processes in the shallow marine environment. Marine Geology, v.42, p. 19-34.

23. Eldeberky Y., Battjes J., 1996. Spectral modeling of wave breaking: application to Boussinesq equations. J. Geophys. Res. V. 101. № CI. P. 12531264.

24. Eldeberky Y., P.A. Madsen, 1999. Deterministic and stochastic evolution equations for fully dispersive and weakly nonlinear waves. Coastal Eng. V.38. P. 1-24.

25. Elgar S., Guza R., 1985. Observations of bispectra of. shoaling surface gravity waves. J. Fluid Mech. Vol. 161, N2. P. 425-448

26. Elgar S., RT. Guza, R.J. Seymour, 1984. Groups of waves in shallow water. J. Geoph. Res., V.89, N.C3. P. 3623-3634.

27. Elgar S., T.H.C. Herbers, R.T. Guza, 1994. Reflection of ocean surface gravity waves from natural beach. J. Phys. Oceanogr., 24, p. 1503-1511.

28. Elgar, S., Guza, R.T., Raubenhaimer, В., Herbers, T.H.C. and E.L.Gallagher, 1997. Spectral evolution of shoaling and breaking waves on a barred beach. Journal of Geophysical Research, V.102, No.C7, P. 15,797-15,805.

29. Flick R.E., Guza R.T., Inman D.L., 1981. Elevation and velocity measurement of laboratory shoaling waves. J.Geophys. Res. V.86C, N5, P.4149-4160.

30. Foote Y.L.M., D.H. Huntley, T. O'Hare, 1995. Sand transport on macrotidal beaches. Proceedings of Euromech 310 colloquium (Le Havre), P. 360-374.

31. Foster D.L., Holman R.A., Beach R.A., 1994. Sediment suspension events and shear instabilities in to bottom boundary layer. Proc. Int. Conf. "Coastal Dynamics'94". Barcelona. P. 712-716.

32. Freilich, M.H. and Guza R.T, 1984. Nonlinear effects on shoaling surface gravity waves. Phil. Trans. Roy. Soc., London, A311, p.1-41.

33. George К., Flick R.E., Guza R.T, 1994. Observation of turbulence in surf zone. J. of Geoph. Res. V.99. N.C1. P. 801-810.

34. Goda Y., K. Morinobu, 1998. Breaking wave heights on horizontal bed affected by approach slope. Coastal Engineering Journal, V. 40, N.4, p. 307-326.

35. Gordon H.R., Smith R.C., Zuneveld I.R.V., 1984. Introduction to ocean optics. Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. V.89. P. 1-41.

36. Guza R. Т., Thornton E. В., 1980. Local and shoaled comparison of sea surface elevations, pressures, and velocities. J. Geophys. Res, v. 85, N C3, p. 15241530.

37. Guza R.T., E.B. Thornton, 1985. Velocity moments in nearshore. J. Waterw., Port, Coastal and Ocean Eng., V. 111, N. 2, p. 235-256.

38. Hanes D.M., Hantley D.A., 1986. Continuous measurements of suspended sand concentration in a wave dominated nearshore environment. Cont. Shelf Res., V.6,p. 585-596.

39. Hanes D.M., Vinsent C.E., Huntley D.H., Clark T.L., 1988. Acoustic measurements of suspended sand concentration in the C2S2 experiment at Stanhope Lane, Prince Edward Island. Marine Geology, V.81, p. 185-196.

40. Hanes D.M., Y.S. Chang, C.D. Jette, E.D. Thosteson, and C.E. Vincent, 1998. Field observations of small scale suspended sedimentation processes. Proc. of 26th International Conf. on Coastal Engineering, ASCE, Copenhagen, Denmark, June 22-26.

41. Hattori M., Aono Т., 1985. Experimental study on turbulence structures under spilling breakers. Ocean surface, p. 419-424.

42. Haubrich R.A., 1965. Earth noise, 5 to 500 millicycles per second. J. Geophys. Res. V. 70, N 6. P 1415-1429.

43. Hess F.P., Bodford K., 1985. Acoustic backscatter system (ABSS): the instruments and some preliminary results. Marine Geology, v.66, p.357-379.

44. Hino M., Kashivayanagi M., Nakayama А., Нага Т., 1983. Experiments of the turbulence statistics and the structure of a reciprocating oscillatory flow. Journal of Fluid Mech. V.131. P. 363-400.

45. Hinze J.O., 1973. Soine problem on study of turbulent transport. Proc. XV Congr. IAHR. V. 6. Istanbul, p. 23-45.

46. Hinze J.O., 1973. Some problem on study of turbulent transport. Proc. XV Congr. IAHR. V. 6. Istanbul, p. 23-45.

47. Horikava K., Watanabe A., 1970. Turbulence and sediment concentration due to wave. Coastal Eng. In Japan, v. 13, p. 15-24.

48. Iwagaki Y., Asano Т., 1980. Water particle velocities in wave-current system. Coast. Eng. Jap. V. 23. P. 1-14.

49. Jonson I. G., 1978. A new approach to oscillatory rough turbulent boundary layers. Inst, of Hydrodinamics and Hydraulic Eng., Technical University of Denmark, Ser. pap. 17, 87 p.

50. Kaihatu, J., J.Kirby, 1996. Effects of mode truncation and dissipation on predictions of higher order statistics. Proc. 25th Int. Conf Coastal Engineering , p. 123-135.

51. Kaneko A., 1981. Oscillation sand ripples in viscous fluids. Proc. Jap. Soc. Civ. Eng., 307, p. 113-124.

52. Kim Y.S., Powers E.J., 1979. Digital bispectral analysis and its application to nonlinear wave interactions. IEEE Trans. Plasma Sci. N 1. P. 120-131.

53. Kirby J., J. Kaihatu., 1996a. Structure of frequency domain models for random wave breaking, Proceed, of XXV Int. Coastal Engineering Conf., , Orlando, p.l 144-1155

54. Kitaiigorodskii S.A., Lumley J.L., 1983. Wave-turbulence interaction in upper ocean. Parti: The energy balance of the interacting fields of surface wind waves and wind-induced three dimensional turbulence. J. Phys. Oceanogr. V.13, N 11, p.1977-1988.

55. Kos'yan R., Kunz H., Kuznetsov S., Pykhov N., 1996. Suspended sediment transport in the surf zone of the Norderney Island. Proc. Second Int. Conf. On Hydrodynamics. "HYDRODYNAMICS. Theory and Applications". Hong-Kong. Pp. 1119-1123.

56. Kos'yan R.,Kuznetsov S.,Pykhov N., 1996. Sand suspension events and intermittens of turbulence in the surf zone. Abst.of the 25- th Coastal Engineering Conference, September 2-6, Orlando,USA, ASCE.

57. Kos'yan R.D., Kunz H., Kuznetsov S.Yu., Pykhov N.V., 1997. Netsediment transport in the surf zone. Proc. Indian National Conferece on Harbour and Ocean Engineering (Inchoe-97), pp. 1073-1086.

58. Kos'yan R., Kunz H., Kuznetsov S., Pykhov N., Podymov I., Vorobyev P., 2001. Physical regularities of suspended sand concentration and transport under irregular waves based on field data. Die Kuste, 2001, Vol.64, pp. 161-200

59. Kos'yan R.D., Kuznetsov S.Yu., Kunz H., Pykhov N.V., Krylenko M.V., 1997. Sand Suspension Events and Intermittence of Turbulence in the Surf Zone, Proc. XXV Coast. Eng. Conf. Orlando, USA, ASCE, p.4111-4119

60. Kos'yan R.D., Kuznetsov S.Yu., Pykhov N.V., Podymov I.S., 1994. Nearshore suspended sediment concentration measuring during storm. Proc. of the Second Intern. Symposium "Littoral-94".v.l, p.445-452.

61. Kos'yan R.D., Podymov I.S., Kuznetsov S.Yu., 1999. Turbidimetric measuring of the suspended sediment concentration in the coastal zone. Proc. of the 26-th International Conference on Coastal Engineering, Copenhagen, ASCE, pp. 2303-2316.

62. Kos'yan R.D.,'Divinsky B.V., Pushkarev O.V., 1998. Measurements of parameters of wave processes in the open sea near Gelendzhik. The Eight Workshop of NATO TU-WAVES/Black Sea. METU. Ankara. Turkey. 17-18 Apr. P. 5-6.

63. Kos'yan R.D., Kuznetsov S.Yu., Pykhov N.V., Yesin N.V., 1994. Artificial gravel beach in the throat of Gelendzhik bay. Proc. of the Second Intern. Symposium "Littoral-94".v.l, p.217-230.

64. Kuznetsov S. Yu., Saprykina Ia.V., 2002. Wave Groups in Coastal Zone. Proceedings of International Conference "Fluxes and structures in fluids", Moscow, Russia, June 20-22, 2001, Institute for Problems in Mechanics RAS, Moscow. P.p. 128-134.

65. Kuznetsov S.Yu., Pykhov N.V., 1996. Influence of short and long waves coupling on sand suspending. Proc. of Int. Conf. on Coastal Research in terms of Large Scale Experiments "Coastal Dynamics'95", Gdansk, Poland, p. 720-727.

66. Kuznetsov S.Yu., Pykhov N.V., 1998. Spectral Test of the Energetic Approach for Suspended sand Transport in the Surf Zone. Proc. Int. Conf. On Coastal Research in Terms of Large Scale Experiments, "Coastal Dynamics'97", ASCE, p. 227-234.

67. Kuznetsov S.Yu., Speranskii N.S., 1990. Measurements and data proceeding methods. In: Dynamical processes in coastal regions. Sofia, pp. 82-86.

68. List G.H., 1991. Wave groupinnes variations in the nearshore. Coastal Eng. V. 15. P. 457-496.

69. Lumley J.L., Terray E.A., 1983. Kinematic of turbulence convected by a random wave field. J.Phys. Oceanogr. V.13, N 11, p.1988-1999.

70. Madsen P. A., O.R. Sorensen, 1992. A new form of the Boussinesq equations with improved linear dispersion characteristics. Part 2: a slowly-varying bathimetry. Coastal Engineering. V. 18. P. 183-205.

71. Madsen P.A., O.R. Sorensen, H.A. Schaffer, 1997. Surf zone dynamics simulated by a Boussinesq type model: Part II. Surf beat and swash oscillations for wave groups and irregular waves. Coastal Engineering. V. 32 P. 289-319.

72. Madsen, P.A., B. Banijamali, H.A. Schaffer and O.R. Sorensen, 1996. Boussinesq type equations with high accuracy in dispersion and nonlinearity. Int. Conf. on Coastal Engineering (ICCE), Orlando, Florida, US A, Vol I, p.95-108.

73. Madsen, P.A., Schaffer, H.A., 1998. Boussinesq type equation for surface gravity waves. ICCH Report, Horsholm, Denmark. 107 p.

74. Madsen, P.A., Sorensen O.R., 1993. Bound Waves and Triad Interactions in Shallow Water. J. Ocean Eng. V. 20. № 4. P. 359-388.

75. Marpl S.L., 1987. Digital spectral analysis. Prentice-Hall, Inc. 584 p.

76. Mase H., 1989. Groupiness factor and wave height distribution. Journal of Waterway, Port, Coastal and ocean Engineering. V. 115. N. 1. P. 105-121.

77. Mase H., Iwagaki Y., 1986. Wave group analysis of natural wind waves based on modulationaL intability theory. Coastal Eng. V.10, N.4. P.341-354.

78. Mase H., Kirby J., 1992. Hybrid Frequency-Domain KDV equation for random wave transformation. Proc. Int. Conf. Coastal Eng. P. 474-487.

79. Mase H., T. Kitano, 2000. Spectrum-based prediction model for random wave transformation over arbitrary bottom topography. Coastal Engineering Journal, Vol. 42, No. 1, p. 111-151.

80. Meza E., J. Zhang and R. Seymour, 2000. Free-wave energy dissipation in experimental breaking waves. Journal of physical oceanography. V.30. P.2404-2418.

81. Miche R., 1944. Movements ondulatoires de la mer en profondeur constante ou decroissente. An. Ponts chaus., v. 114, N 1-6, p. 25-406.

82. Mizugushi M. et all, 1980. Field observation of the wave-induced particle velocity in the surf zone. Coastal Eng. In Japan. V.23, p.81-89.

83. Nadaoka K. and Kondoh Т., 1989. Turbulent flow field structure of breaking waves in the surf zone. J. Fluid Mech. V. 204. P. 359-387.

84. Nadaoka K., Kondoh Т., 1982. Laboratory measurements of velocity structure in the surf zone by LDV. Ibid. V. 25. P. 125-145.

85. Nakagava Т., 1983. On characteristics of the water-particle Velocity in a plunging breaker. J. Fluid Mech. V. 126. P. 251-268.

86. Nielsen P., 1979. Some basic concepts of wave sediment transport. Progr. Rept. Inst. Hydrodyn. and Hydraul. Eng. Techn. Univ. Denmark, 2, 160p.

87. Nielsen P., 1991. Coastal bottom boundary layers and sediment transport. Word Scientific, Singapour, New Jersey, London, Hong Kong, 324p.

88. Nihei Y., Nadaoka K., Yagi H., Nomoto K., 2000. Turbulence structure of asymmetric oscillatory flow. 27-th International Conference on Coastal Engineering, Sydney, Australia, 2000 Book of Abstracts, Volume 2, Poster № 35.

89. Osborn P.D., Greenwood В., 1992a. Frequently dependent cross-shore suspended sediment transport. 1. A non-barred shoreface. Mar.Geol., 106, p.1-24.

90. Osborn P.D., Greenwood В., 1992b. Frequently dependent cross-shore suspended sediment transport.2. A barred shoreface. Mar.Geol., 106,p.25-52.

91. Peregrin D.H., Swendsen I.A., 1978. Spilling breakers, bores and hudraulic jump. Proc. 16th Coastal Eng. Conf. Hamburg, p.540-551.

92. Pykhov N.V., Kos'yan R.D., Kuznetsov S.Yu., 1995. Time scales of sand suspending by irregular waves. Proc. of 2nd Int. Conf. "Medcoast-95". Tarragona. Spain. P. 1073-1091.

93. Pykhov N.V., Kuznetsov S.Yu. Kunz H. 1998. Mechanisms of sand suspending under non-breakin and breaking irregular waves. Proc. Int. Conf. On Coastal Research in Terms of Large Scale Experiments, "Coastal Dynamics'97", ASCE, New York, pp. 19-27

94. Russell P., Davidson M., Huntley D., Cramp A., Hardistry M., Lioid G., 1991. The British beach and nearshore dynamics (B-BAND) programm. "Coastal Sediments 91", ASCE, N-Y, pp. 371-383.

95. Russell P., Y. Foote, D. Huntley, 1996. An energetics approach to sand transport on beaches. Proceedings of the International Conference on Coastal Research in Terms of Large Scale Experiments. Coastal Dynamics' 95. ASCE, New York. Pp .829-840.

96. Sanches-Arcilla A., Kos'yan R., Kuznetsov S. et al., 1998. Delta'96 surf zone and nearshore measurements at the Ebro delta. Proc. Int. Conf. On Coastal Research in Terms of Large Scale Experiments, "Coastal Dynamics'97", ASCE, pp. 556-565.3D о

97. Sato S., Horna K., Shibayama Т., 1990. Laboratory study on sand suspending due to breaking waves. Coastal Engineering in Japan. V. 33. n.2.

98. Sawamoto N., 1980. Flow field over rippled bed induced by wave action. Proc. Ill Intern, symp. stochastic hydraul. London, p. 621-630.

99. Shi N.C., Larson L.H., 1984. Reverse sediment transport induced by amplitude-modulated waves. Mar.Geol., 54, p. 181-200.

100. Sleath J.F.A., 1982. The suspension of sand by waves. J. Hydraul. Res., 20, p. 439-452.

101. Sleath J.F.A., 1987. Turbulent oscillatory flow over rough beds. J. Fluid Mech., 182, p.369-400.

102. Soulsby R.L., 1995. The 'Bailard' sediment transport formula: comparisons with data and models. Abstracts-in-depth of Final Overall Meeting the G8-Coastal Morfodynamic Project (MAST-II). P.2-46 2-50.

103. Stive M., Wind H., 1982. A study of radiation stress and set-up in the ф nearshore region. Coast. Eng. 1982. VoL 6, N1. P. 1-25.

104. Stive M.G.F., 1981. Velocity and pressure field of spilling breakers. Proc. 17-th Coast. Eng. Conf. Sydney, v.l, N 4, p.547-566.

105. Stokes G., 1847. On the theory of oscilatory waves. Trans. Cambridge Philos. Soc. V. 8. P. 441-455.

106. Syunsuke I., Asaeda Т., 1983. Sediment suspension with rippled bed. J. Hydr. Eng., 109, p. 409-423.

107. Thornton E.B., 1979. Energetics of breaking waves within the surf zone. J. Geoph. Res., v.84, N C8, p.4931-4938.

108. Thornton E.B., R.T. Guza, 1983. Transformation of wave height distribution. J. Geophys.Res. V. 88. P. 5925-5938.

109. Thornton E. В., Guza R.T., 1982. Energy saturation and phase speeds measured on a natural beach. J. Geophys. Res., v. 87, № 12, p. 9499-9508.

110. Tick L., 1961. The estimation of "transfer-functions" of quadratic systems. Technometrics. V. 3, N 4. P. 563-567.

111. Torrence C., G.P. Compo, 1998. A practical guide to wavelet analysis. Bulletin of American Meteorological Society. V. 79. No 1. P. 61-78.

112. Tulin M.P., T. Waseda. 1999. Laboratory observations of wave group evolution, including breaking effects. J. of Fluid Mech., vol.378, p. 197-232.

113. Yuen H.C., Lake B.M., 1982. Nonlinear dynamics of deep-water gravity waves. Adv. Appl. Mech. V.22. P. 67-229.

114. Zaharov V.E., 1998. Weakly nonlinear waves on the surface of an ideal finite depth fluid. Amer. Math. Soc. Trans. V. 182. P. 167-197.

115. Zhang P., Sunamura Т., 1994. Multiple bar formation by breaker-induced vortices: a laboratory approach. Coastal engineering. V.3. P. 2857-2869.

116. Zhang P., Sunamura Т., Tanaka and Yamamoto K., 1994. Laboratory experiment of longshore bars produce by breaker induced vortex action. Proc. Int. Conf. "Coastal Dynamics'94". Barcelona. P. 29-43.

117. Бендат Дж., Пирсол A., 1974. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 464 с.

118. Бенилов А.Ю., 1973. Оценка статистических характеристик слусайных гидродинамических полей в верхнем слое океана. В кн. Исследование океанической турбулентности. М., Наука, с.49-63.

119. Бенилов А.Ю., Филюшкин Б.Н., 1970. Приложение методов линейной фильтрации к анализу флуктуаций в поверхностном слое моря. Изв. АН СССР, ФАО, №8, с.810-819.

120. Бидерман В.А., 1972. Прикладная теория механических колебаний, М., Высшая школа, 416 с.

121. Бреховских Л.М., Гончаров В.В., 1982. Введение в механику сплошных сред. М.: Наука, 335 с.

122. Векслер А.Б., 1971. К вопросу о гидравлической крупности и коэффициенте сопротивления наносов. Изв. ЦЬШИГ, т. 96, с. 74-89.

123. Вершинский Н. В., 1952. К вопросу о силовых факторах в береговой зоне.-Докл. АН СССР, т. 87, № 5, с. 723-725.

124. Виноградова В.И., Масс Е.И., 1969. О кинетической структуре придонного слоя потока при наличии поверхностных волн. Тр. ЗакНИИГМ. Т. 32 (38). С. 79-91.

125. Владимиров А.Т., 1954. Атлас динамики и морфологии советских берегов Черного моря. Москва, ИО АН СССР, Лаборатория рельефа дна и берегов морей, 71 стр.

126. Волков П.А., 1961. О коэффициенте сопротивления круглых пластин в волновом потоке жидкости.Океанология, т.1, вып.5, с.911-914.

127. Гольдштейн С., 1948. Современное состояние гидроаэродинамики вязкой жидкости. М., Изд.ин.лит., т.1, 379 с.

128. Дженкинс Г., Ватте Д., 1972. Спектральный анализ и его приложения. Т. 2. М.: Мир, 287 с.

129. Дмитриев А. А., Бончковская Т. В., 1953. К вопросу о турбулентности в волне. Докл. АН СССР, т. 91, № 1, с. 31 -33.

130. Доброклонский С. В., Контобойцева Н.В., 1973. Эксперименты по определению толщины турбулентного слоя в волнах монохроматического типа. Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана, т. 9, № 2, с. 210-212.

131. Добросклонский С.В., Контобойцева Н.В., Балашова Е.В., 1972. Экспериментальное исследование структуры скоростного поля в монохроматической волне. Океанология. Т. 7, № 5. С. 771-779.

132. Ефимов В. В., Соловьев Ю.П., 1981. Особенности спектральных характеристик поля скорости волнового движения в поверхностном слое моря. Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. Т. 17. С. 1310-1317.

133. Ефимов В.В., Христофоров Г.Н., 1970. Некоторые особенности поля скорости в слое ветрового волнения. Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. Т. 5, № 10. С. 1036-1048.

134. Ефимов В.В., Христофоров Г.Н., 1971. Волновые и турбулентные составляющие спектра скорости в верхнем слое моря. Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. Т. 7, № 2. С. 200-211.

135. Ефимов В.В., Христофоров Г.Н., 1969а. Некоторые особенности поля скорости в слое волнового волнения. Изв.АН СССР, ФАО, т.5, №10, с. 10361048.

136. Ефимов В.В., Христофоров Г.Н.,1969в. Реверсивный датчик скорости течения. В кн. Методика и аппаратура для гидрофизических исследований. Киев, Наукова думка, с.93-96.

137. Ефимов В.В., Христофоров Г.Н.,1971а. Волновые и турбулентные составляющие спектра скорости в верхнем слое океана. Изв.АН СССР, ФАО, т.7, №2, с.200-211.

138. Ефимов В.В., Христофоров Г.Н.,1971в. Спектры и характеристики статистической взаимосвязи пульсаций скорости в верхнем слое моря и поверхностного волнения. Изв.АН СССР, ФАО, т.7, №12, с. 1290-1310.

139. Иванов А.П., 1989. Физические основы гидрооптики. Минск.

140. Камке Э., 1961. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. Гос. Ьзд. аиз.-мат. китер, 703 с.

141. Кестнер А. П., 1961. Индукционный измеритель вектора гидродинамического давления.- Тр. Океаногр. комиссии, т. 8, с. 179-185.

142. Контобойцева Н.В., 1967. Статистические характеристики пульсаций температуры, модуля скорости и волнового давления в приповерхностном слое моря. Изв.АН СССР, ФАО, т.З, №2, с.189-197.

143. Косьян Р.Д., Г.Кунц, С.Ю. Кузнецов, Н.В. Пыхов, М.В. Крыленко, 1998. Перемежаемость турбулентности в прибойной зоне и её влияние на взвешивание песка. Океанология, т. 38.

144. Косьян Р.Д., Кузнецов С.Ю., Подымов И.С., Пушкарев О.В., Пыхов Н.В., 1998. Морской Турбидиметр. Российское Агентство по патентам и товарным знакам. Патент №2112232 на изобретение.

145. Косьян Р. Д., Кузнецов С.Ю., По дымов И.С., Пыхов Н.В. Пушкарев О.В., Гришин Н.Н., Харизоменов Д.А., 1995. Оптический прибор для измерения концентрации взвешенных наносов во время шторма в береговой зоне моря. Океанология, т. 35, N 2, с. 1-7.

146. Косьян Р.Д., Кузнецов С.Ю., Подымов И.С., Пыхов Н.В., Пушкарев О.В., Гришин Н.Н., Харизоменов Д.А., 1995. Оптический прибор для измерения концентрации взвешенных наносов в береговой зоне моря. Океанология, т.35, №3, стр.463-469.

147. Косьян Р.Д., Кунц X., Кузнецов С.Ю., Пыхов Н.В., Крыленко М.В., 1999. Перемежаемость турбулентности в прибойной зоне и ее влияние на взвешивание песка. Океанология, т.39, вып.2, стр. 298-305.

148. Косьян Р.Д., Пыхов Н.В., 1991. Гидрогенные перемещения осадков в береговой зоне моря. М.: Наука, 280 с.

149. Крылов Ю.М., 1966. Спектральные методы исследования и расчета ветровых волн. Л.: Гидрометиздат, 255 с.

150. Кузнецов С.Ю., 1986. Возникновение флуктуации скорости в волновом потоке на мелководье. Океанология. Т. 26. С. 521-530.

151. Кузнецов С.Ю., 1986. Возникновение флуктуации скорости в волновом потоке на мелководье. Океанология. Т. 26. №4, стр. 585-591.

152. Кузнецов С.Ю., Дачев В.Ж., Сперанский Н.С., 1992. Нелинейные волны и турбулентность в береговой зоне моря. Океанология БАН, т.21, стр.3-13.

153. Кузнецов С.Ю., Сапрыкина Я.В., 2001. Нелинейность как основная причина трансформации групп волн над наклонным дном. Сб. Человечество береговая зона мирового океана в XXI веке (под ред. Н.А. Айбулатова). М., ГЕОС. с.97-113.

154. Кузнецов С.Ю., Сапрыкина Я.В., 2002. Экспериментальные исследования эволюции групп волн в береговой зоне моря. Океанология, 2002, том 42, №3, стр. 56-363.

155. Кузнецов С.Ю., Сапрыкина Я.В., 2003. Трансформация групповой структуры волн в прибрежной зоне. В кн. Динамические процессы береговой зоны моря. Москва, Научный мир, 2003, с. 92-116.

156. Кузнецов С.Ю., Сапрыкина Я.В., 2004. Частотная зависимость диссипации энергии при обрушении нерегулярных волн. Водные ресурсы, т.31, №4, стр. 422-430.

157. Кузнецов С.Ю., Сапрыкина Я.В., Дивинский Б.В., 2003. Исследование групповой структуры волн в прибрежной зоне Черного моря в районе г. Геленджика. В кн. Динамические процессы береговой зоны моря. Москва, Научный мир, 2003, с. 117-130.

158. Кузнецов С.Ю., Сапрыкина Я.В., Пушкарев О.В., 2001. Групповая структура волн в прибрежной зоне моря. Береговая зона морей, озер и водохранилищ, том 1, Новосибирск, Наука, 2001. Стр. 110-130.

159. Кузнецов С.Ю., Сперанский Н. С., 1986. О дисперсионной природе вторичных волн в прибойной зоне. Океанология, т. 26, № 3, стр. 423-426.

160. Кузнецов С.Ю., Сперанский Н.С., 1985. Движение взвешенных частиц песка в волновом потоке на мелководье. Океанология, т.25, вып.5, стр. 780783

161. Кузнецов С.Ю., Сперанский Н.С., 1986. Динамические характеристики датчика ВДК как измерителя скорости. Океанология, т. 26, № 2, стр. 335-341.

162. Кузнецов С.Ю., Сперанский Н.С., 1990. Турбулентность в волнах в береговой зоне. В кн.: Современные процесы осадконакопления на шельфах мирового океана. Наука. Москва. С. 58-86.

163. Кузнецов С.Ю., Сперанский Н.С., 1990. Турбулентность в волнах в береговой зоне. В кн.: Современные процессы осадконакопления на шельфах мирового океана. Наука. Москва. Стр. 58-86.

164. Кузнецов С.Ю., Сперанский Н.С., 1990. Фазовая скорость свободных и связанных волн на мелкой воде. В кн.: Современные процессы осадконакопления на шельфах мирового океана. Наука. Москва. Стр. 180186.

165. Кузнецов С.Ю; Сперанский Н. С., 1986. Динамические характеристики датчика ВДК как измерителя скорости. Океанология, т. 26, № 2, с. 423-426.

166. Лайтхилл Дж., 1981. Волны в жидкостях. М.: Мир, 598 с.

167. Лакомб А., 1974. Физическая океанография. М.: Мир,295 с.

168. Ламб Г., 1947. Гидродинамика, М., Гостехиздат, 928 с.

169. Левиков С.П., 1983. Биспектральный анализ океанологических процессов. М.: Гидрометеоиздат, 63 с. Iзп

170. Леонтьев И.О., 2001. Прибрежная динамика: волны, течения, потоки наносов. М.: ГЕОС, 272 с.

171. Лонгинов В.В., 1963. Динамика береговой зоны бесприливных морей. М.: Изд-во АН СССР. 379 с.

172. Марпл-мл С.Л., 1990. Цифровой спектральный анализ и его приложения. "Мир", М, 584 с.

173. Матушевский Г.В., 1975. Способ разделения волновых и турбулентных движений в приповерхностном слое моря. Труды ГОИН, в. 126, с.142-151.

174. Монин А.С., Озмидов Р.В., 1978. Турбулентность в океане. В кн. Океанология. Физика океана. Т.1. Гидрофизика океана. М.,с. 148-207.

175. Озмидов Р.В., 1968. О зависимости коэффициента горизонтального турбулентного обмена в океане от масштаба явления. Изв.АН СССР, ФАО, т.4, №11, с. 1224-1225.

176. Онищенко Э.Л., Косьян Р.Д., 1989. О применении оптического метода определения концентрации взвешенных наносов в природных водоемах. Водные ресурсы. № 3. С. 92 101.

177. Петров В.П., 1971. Аппаратура, методика и исследования турбулентных пульсаций концентрации и скорости во взвесенесущем русловом потоке. Дисс.на соискание уч.ст.канд.физ.-мат.наук, М., МГУ, 180 с.

178. Полников, В.Г., 2000. Численное моделирование и верификация трехволновой квазикинетической модели для описания эволюции спектра волн на мелкой воде. Труды ГОИН, вып. 207, стр. 175-194.

179. Попов Б.А., 1958а. Методические замечания к исследованиям волновых давлений при помощи тензометрических датчиков с наружным воспринимающим элементом. Труды ИО АН СССР, т.23, с. 115-194.

180. Попов Б.А., 19586. Расчет скоростей и ускорений волнового потока по показанию датчиков давлений. Труды ИО АН СССР, т.28, с. 195-207.ч

181. Пыхов Н.В., Дачев В.Ж., Косьян Р.Д., 1980. Изменчивость поля концентрации взвешенных наносов в зоне деформации и разрушения волн во время шторма. Взаимодействие атмосферы, гидросферы и литосферы в прибрежной зоне моря. София, Изд. БАН, с.252-268.

182. Пыхов Н.В., Косьян Р.Д., Кузнецов С.Ю., 1997. Натурные исследования временных масштабов и механизмов взвешивания песчаных осадков нерегулярными волнами. Океанология, т. 37, вып.2, стр. 202-210.

183. Пыхов Н.В., Косьян Р.Д., Кузнецов С.Ю., 1997. Натурные исследования временных масштабов и механизмов взвешивания песчаных осадков нерегулярными волнами. Океанология, т. 37, вып.2, стр. 202-210.

184. Пыхов Н.В., П.Л. Воробьев, 2001. Взвешивание песка нерегулярными волнами над рифельным дном. Водные ресурсы, т.28, №2, стр. 177-184.

185. Слабаков Х.Д., 1982. Коэффициент сопротивления воспринимающей пластины датчика ВДК. В кн. Взаимодействие атмосферы, гидросферы и литосферы в прибрежной зоне моря. София, Изд. БАН, с. 136-138.

186. Соловьев В.П., 1989. Моделирование спектральных характеристик огибающей ветровых волн. Морской гидрофизический журнал. № 2. С.27-34.

187. Сперанский Н. С., Стоянов JL Д., 1980. Спектры волновых скоростей в | условиях мелководья. В сб.: Взаимодействие атмосферы, гидросферы илитосферы в прибрежной зоне моря. София: Изд. БАН, с. 210-217.

188. Сперанский Н.С., 1985. О двух типах деформации поля волновых скоростей в береговой зоне моря. Океанология, т. 25, №6, С. 939-943.

189. Филлипс О.М., 1973. О взаимодействии внутренних и поверхностных волн. Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. Т. 9, № 9. С. 954-961.

190. Шуляк Б.А., 1971. Физика волн на поверхности сыпучей среды и | жидкости. "Наука", М., 399 с.> 207. Юэн Г., Лейк Б., 1987. Нелинейная динамика гравитационных волн наглубокой воде. М.: Мир, 179 с.

191. Яглом A.M., 1952. Введение в теорию стационарных случайных функций. Успехи математических наук, т.7, вып.5(51), с.3-168.1.■)t