Работа прибоя


Волны прибоя, взбегая на пологий, или отмелый, берег, проникают довольно далеко от береговой линии. Затем вода волн под действием силы тяжести стекает обратно в море, потом снова набегает на сушу и т. д. При таком движении вода захватывает с собой камни, непрерывно перекатывает их, округляет, отшлифовывает и придает им форму гальки — обточенного водой камня. Нередко на пляже можно найти совершенно гладкие, круглые кусочки бутылочного стекла, очень похожие на изумруды. Это работа прибоя.

Так изменяются волны в зависимости от рельефа
Так изменяются волны в зависимости от рельефа

Если прибой набегает на берег под углом, обычно небольшим, то он способен перемещать измельченный материал вдоль берега. В этом случае прибойная волна выкинет гальку на пляж под некоторым углом к линии берега; через некоторое время под действием силы тяжести галька вернется обратно в море, но под прямым углом к линии берега. В конечном счете, галька будет медленно перемещаться вдоль берега. Путь гальки изображен на рисунке в виде ломаной линии.

Прибой передвигает массы материала, из которого состоят в прибрежной полосе верхние слои морского дна. С этим приходится всегда считаться при строительстве портов и морских каналов. Если морской инженер не учтет этого, то водное пространство порта или канал могут быстро обмелеть, и придется затрачивать значительные средства на землечерпательные работы.

 

РАЗРУШЕНИЕ КРУТОГО БЕРЕГА. МОРСКИЕ ТЕРРАСЫ

Представим себе прибой у скалистого мыса, отвесно обрывающегося в море. Такой берег обычно приглуб (у берега значительная глубина) и не имеет пляжа. Прибой прежде всего выдолбит нишу в скалистом берегу несколько выше уровня спокойной воды. Со временем ниша будет углубляться, а берег — все больше нависать над морем. Затем он обрушится в море и усеет дно крупными угловатыми обломками. Постепенно они истираются, обтачиваются прибоем и приобретают округлую форму. В результате работы прибоя высокий берег под ударами волн отступает все дальше и дальше и оставляет между собой и морем почти горизонтальную площадку, усеянную обточенными обломками скал, песком и гравием. Наконец наступает время, когда эта площадка становится настолько широкой, что волны прибоя уже не докатываются до высокого коренного берега.

На рисунке слева изображена набережная разрушаемая волнами. Справа набережная с волноломом
На рисунке слева изображена набережная разрушаемая волнами. Справа набережная с волноломом

Так образуется пляжная полоса, или береговая площадка.

На Кольском полуострове и на восточных берегах северного Каспия на высоте нескольких десятков метров над современным уровнем моря сохранились древние береговые площадки.

Это так называемые морские террасы. Они свидетельствуют о том, что берег в этих местах поднимается. Подводные террасы, наоборот, указывают на то, что берег в этом месте опускается. Несколько подводных террас обнаружено в Каспийском море. На протяжении миллионов лет уровень этого озера-моря то опускался, то поднимался. Это явление было связано с изменением климатических условий.

 

БОРЬБА С ПРИБОЕМ. ПРОЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ПРИБОЯ

В тех местах побережья, где бывает особенно сильный прибой, почти нет водорослей. Их губит непрерывное движение камней, гравия и песка в прибойной полосе. В более защищенных от прибоя местах развиваются пышные заросли водорослей.

В тропических морях берега некоторых островов и материков надежно защищены от прибоя обширными коралловыми рифами, с внешней стороны которых слышен шум прибоя, видны вспененные полосы бурунов, белые облачка многочисленных взбросов. Между берегом и рифами тянется полоса почти всегда спокойной воды. Здесь как будто сама природа ограждает берег от прибоя. Но у большей части морских берегов такой естественной преграды прибою нет. В таких местах люди применяют разнообразные средства для борьбы с прибоем. Строятся железобетонные, каменные, а иногда и деревянные с каменной засыпкой молы и волноломы, ограждающие портовые сооружения и суда в порту от прибойной волны.

Можно «гасить» волны сжатым воздухом, пропуская его через отверстия труб, установленных на некоторой глубине. Такое сооружение называется пневматическим волноломом. Устраивают также плавучие волноломы в виде соединенных друг с другом и заякоренных плотов. Там, где волны разрушают берег, его укрепляют сваями.

Попыток использовать огромную энергию прибоя в практических целях было очень много. Однако ни один из проектов не был осуществлен. Наиболее надежный из них основывается на принципе работы гидравлического тарана. Изобретатели предлагали установить навстречу прибойной волне большие железобетонные четырехугольные воронки, с тем чтобы ударившаяся в воронку волна взбрасывала воду вверх по узким вертикальным трубкам в бассейн, расположенный выше уровня моря. Предполагалось, что накопленная таким способом вода в бассейне будет спускаться вниз через гидротурбины.