浅水波是指当水深与波长的比值较小时 ,水底边界影响水质点运动的波浪。它在传播过程中 ,波高 、波长 、波速等随水深的变化而变化;当波峰线与等深线不平行时 ,将发生波浪折射现象 ,波向也随之改变 。浅水前进波和浅水立波都属于它的范畴。
基本性质
当水深小于波长的二分之一时,即d/λ≈ 0.5-0.05之间的波浪称为浅水波。波浪由深水区传人浅水区,它的周期保持不变,但波长缩短,波高增大。由于受海底影响,浅水波中的水质点随着深度增加,不再作圆周运动,而是椭圆,随着深度增加,椭圆水平半径不变,而垂直半径不断减小,在海底水质点仅作来回的往返运动。
浅水波波速与深度(d)有如下关系: ;g为
重力加速度。
由于底摩擦作用,随着水深的减小,波速将迅速减小,但能量保持不变:
式中,H为渡高;λ为波长。 不同水深处有不同波长和波高,波的动能也不同。
由于底摩擦作用,随着水深不断变浅,波峰处水质点的前进速度将大于波谷处水质点向后运动速度,这样水质点运动的椭圆轨迹将受到破坏,当水深等于波高1.3倍时,波浪将发生倾倒,形成破浪。
浅水波的水质点的最大速度为:,式中,d为水深;H为波高;c为波浪速度。
深水波与浅水波的比较
1、深水波的传播速度取决于波长,而与深度无关;浅水波传播速度取决于水深,波长随深度变浅而缩短。
2、深水波的水质点运动轨道呈圆形,从海面向深处,水深以算术级数增加,圆形轨道的半径以几何级数减小。浅水波的水质点运动轨道为椭圆形,随着水深变浅,椭圆轨道的水平半径不变,垂直半径则迅述减小,在海底水质点变为往返运动。
3、深水波在传播过程中比较稳定,而浅水波随着水深变浅,波长缩短,波高变大,最后形成破浪。