sự biến thiên mực nước theo hướng dọc bờ trên bãi biển có độ dốc đồng nhất được mô tả tại hình (3-19). Trường hợp đáy biển có địa hình phức tạp gồm các dải cát, cồn ngầm (bao gồm chân và đỉnh), các sóng phần lớn sẽ vỡ tại vị trí đỉnh của các dải cát và thành phần lực “đẩy” Sxy khi sóng vỡ sẽ tập trung tại phần đỉnh của dải cát và tại vùng sóng vỗ, trong khi đó, gradient chiều cao nước dâng do sóng (∂η/∂y) sẽ có tác dụng chủ yếu tại phần chân của dải cát ngầm . Sự cân bằng giữa các thành phần động lực do vậy mà sẽ rất phức tạp và dòng chảy dọc bờ tổng cộng cuối cùng sẽ phụ thuộc vào mức độ xáo trộn theo phương ngang.
Hình 3-19Một dạng phân bố vận tốc dòng chảy dọc bờ trên vùng sóng vỡ, có xét tới sự biến thiên của chiều cao nước dâng do sóng theo hướng dọc bờ, ∂η/∂y, cũng như sóng vỡ so với đường bờ. Khi ∂η/∂y = 0.0025, độ dốc mặt nước do hiện tượng nước dâng dọc bờ sẽ có hướng gần như ngược chiều và cân bằng với lực đẩy do sóng vỡ tạo ra, làm cho dòng chảy dọc bờ yếu đi
đáng kể.
CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA GIÓ VÀ THỦY TRIỀU TỚI DÒNG CHẢY VEN BỜ BỜ
Như đã đề cập tới ở các nội dung trước, chúng ta đã biết dòng chảy dọc bờ hình thành khi sóng tới tác dụng xiên góc so với đường bờ hay xuất hiện khi có sự chệnh lệch mực nước theo hướng dọc bờ do ảnh hưởng của hiện tượng nước dâng do sóng. Dưới đây sẽ đề cập tới tác dụng của gió và dòng triều đối với sự hình thành và phát triển của dòng chảy dọc bờ.
Dòng chảy dọc bờ cũng được hình thành khi gió thổi theo hướng dọc bờ hay khi có dòng triều rút xuất hiện trên bờ biển. Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng của gió và dòng triều tới dòng chảy dọc bờ vẫn còn chưa được xác định đầy đủ.
Shepard and Inman (1950a, 1950b) đã chỉ ra vai trò quan trọng của gió khi nó sinh ra dòng chảy dọc bờ, mặc dù cũng phải lưu ý rằng, rất khó có thể phân biệt được dòng chảy dọc bờ hình thành trực tiếp do ứng suất gió với dòng chảy dọc bờ hình thành do tác dụng của sóng do gió tạo thành. Khi ứng suất gió có tác dụng theo hướng dọc bờ, nó sẽ
tạo thành dòng chảy có vận tốc lớn hơn dòng chảy được tính toán theo công thức (3.13), vì theo công thức này dòng chảy chỉ phụ thuộc vào chiều cao sóng vỡ và góc sóng vỡ.
Khi triều rút (thủy triều xuống), do hiện tượng nước bị rút ra khỏi bãi biển dẫn tới có thể làm tăng độ lớn của dòng tiêu và dòng chảy dọc bờ. Sự gia tăng của dòng tiêu đặc biệt mạnh lên khi triều xuống thấp nhất và nước bị chặn lại bên trong phần chân của các dải cát ngầm chạy song song với bờ. Khi triều xuống, các dải cát ngầm này nhô lên khỏi mặt nước và ngăn không cho dòng chảy theo phương ngang từ ngoài khơi đi vào trong bờ. Do vậy mà nước chỉ có thể chảy dọc theo bờ, bên trong vùng chân của các dải cát ngầm và thoát ra biển tại các lạch sâu do dòng tiêu tạo thành cắt ngang qua dải cát ngầm. Hiện tượng này có thể mạnh thêm khi sóng vỡ dồn nước tràn qua các dải cát ngầm vào bên trong phần chân của nó, đóng góp thêm nước cho dòng chảy tổng cộng. Sonu (1972) đã phát hiện ra rằng tại Seagrove, Florida, mực nước triều có tác dụng chi phối cường độ sóng vỡ và do đó mà nó chi phối độ lớn của dòng tuần hoàn. Ông cũng lưu ý rằng, khi triều thấp, dòng tiêu (rip currents) thường mạnh hơn so với lúc triều cao. Ngoài ra Sonu cũng thấy rằng dòng tiêu khi triều cao sẽ dao động theo chu kỳ của sóng lừng từ ngoài khơi đi vào, nhưng ngược lại, khi triều thấp, dòng tiêu mạnh hơn và có xu thế dao động theo nhịp của nhóm sóng có chu kỳ từ 15 đến 20 giây. Shepard và Inman (1950a), tương tự như vậy cũng phát hiện thấy nhịp dao động của vận tốc dòng chảy dọc bờ theo nhịp sóng vỗ bờ, do sự đổi chỗ luân phiên của sóng lớn và các sóng nhỏ.
Mực nước thủy triều cũng có ảnh hưởng trực tiếp tới độ sâu nước ở vùng gần bờ, và gây ảnh hưởng tới chiều cao sóng và sau đó là độ lớn của dòng chảy dọc bờ. Vấn đề này đã được Thornton và Kim (1993) khảo sát trên cơ sở các số liệu quan trắc liên tục trong thời gian 19 ngày của độ sâu nước, chiều cao sóng và vận tốc dòng chảy dọc bờ tại các vị trí khác nhau tại vùng gần bờ tại Trạm Nghiên cứu Thực nghiệm (FRF - Field Research Facility), Duck, Bắc Carolina. Dấu hiệu mạnh nhất của thủy triều trong dòng chảy dọc bờ xuất hiện ở gần bờ và ở bên trên đỉnh của các dải cát ngầm. Ở vùng chân của các dải cát ngầm và tại vùng ngoài khơi, ảnh hưởng của thủy triều tới dòng chảy dọc bờ giảm dần. Mô hình dòng chảy này có thể trực tiếp dẫn tới việc chi phối chiều cao sóng trên các dải cát ngầm do thủy triều làm biến đổi độ sâu nước và tương tự vậy khống chế vùng bên trong dải sóng vỡ khi chiều cao sóng và năng lượng sóng đạt tới trạng thái bão hòa do ảnh hưởng của độ sâu nước mang tính cục bộ. Các quan trắc về sự biến thiên của chiều cao sóng và dòng chảy dọc bờ đã được Thornton and Guza (1986) mô hình hóa thành công thông qua cách tiếp cận và phân tích sự phân bố của chiều cao sóng theo phương ngang và sự hình thành dòng chảy dọc bờ.