海洋动床物理模型试验布置模型沙的相似条件

动床模型试验布置模型沙是模拟泥沙运动试验中的关键。模型布置模型沙之前,依据相似理论,按照一定的几何比尺选择适当的模型沙,这对于确保试验的可靠性、稳定性和提高试验精度尤为重要。本文以一港口物理模型试验为实例说明模型沙选择和布置模型沙对模拟泥沙运动的重要性。     

厦门港潮汐水流及浑水悬沙整体模型设计

厦门港潮汐水流及浑水悬沙整体物理模型于1989年建成后，已进行了不少有意义的试验研究工作，取得较好效果。本文主要介绍模型的设计思想、相似准则、浑水悬沙相似理论的探讨、模型设计方法以及模型沙的选择等。     

厦门港湖汐水流及浑水悬沙整体模型设计

厦门港湖汐水流及浑水悬沙整体物理模型于1989年建成后，已进行了不少有意义的试验研究工作，取得较好效果。本文主要介绍模型的设计思想、相似准则、浑水悬沙相似理论的探讨、模型设计方法以及模型沙的选择等。     

不同补沙方案对海滩剖面影响的数值模拟对比分析

大量工程实践表明,海滩养护是当前抵御海岸侵蚀的常见措施。通过人为地向海滩补充沙源,以达到海岸防护、修复沙滩等目的。本文建立了XBeach一维海滩剖面演变数值模型,并与物理模型试验结果进行对比验证;计算常浪条件下不同方案补沙后海滩剖面达到平衡状态的速率;通过对比补沙工况与未补沙工况的风暴后剖面,分析风暴作用下的防护效果。结果发现,补沙量较大时,沙坝向海侧位置补沙在常浪条件下补沙效率高于滩肩补沙,在风暴条件下防护效果优于滩肩补沙。此次研究对于在实际海滩养护过程中节约施工成本、提高施工效率有着重要意义,同时对于评估沙滩养护工程效果有一定的参考价值。     

台风作用下长江口北槽挟沙能力研究

台风作用下水体的挟沙能力研究对深入认识台风暴潮作用下泥沙运动规律、滩槽演变特征以及提升数学模型和物理模型技术等方面具有重要意义。文中从台风波能对泥沙的悬浮作用入手,建立了台风浪作用下的挟沙能力公式;依据能量叠加原理,完善了传统的河口海岸挟沙能力公式（窦国仁挟沙能力公式）,使公式能够同时概括潮流、波浪和台风浪作用下的泥沙运动特征,并应用近年来长江口北槽实测的台风期近底水沙资料对公式进行了率定验证,在此基础上分析了台风期北槽近底含沙量变化特征。     

模型沙干重度的变化规律及其在泥沙模型试验中的作用

模型沙干重度在动床模型试验中是影响起动流速比尺和冲淤时间比尺的重要参数，其随淤积历时、粒径变化、埋置深浅和加工方法的不同有着不同的变化规律。通过试验，结合已有的成果，对模型沙干重度受以上几种因素的影响进行了研究，并进一步分析了其变化规律在动床模型试验中的作用。     

三亚新机场工程海岸侵蚀补沙措施效果研究

沙质海岸在自然状态和修建新工程后存在侵蚀风险时,主要采用近岸补沙和建设生态离岸潜堤的方式进行海滩修复。采用1∶100的正态波浪-潮流-泥沙物理模型模拟的方法对三亚新机场建设后天涯海角附近人工补沙方案的防护效果开展研究,分别针对常海况和台风浪作用工况进行了模拟试验。结果表明:人工补沙的维护周期大致每4.5 a一次,个别部位为每9 a一次;受人工补沙的掩护作用,大风浪作用25 h后沙滩断面基本能维持在原高程,需定期对补沙断面进行监测。研究表明,采用人工补沙既不改变岸滩的自然属性,又能有效减小受侵蚀岸段的冲刷和淤积岸段的淤积,且无明显次生影响,可显著缓解人工岛建设引起的岸滩冲淤影响。     

青岛近海悬沙输运的三维数值模拟

研究近海海域水流、悬沙运动规律，运用基于COHERENS发展的水动力悬沙模型COHERENS-SED,结合当地一般波浪条件，模拟了青岛近海悬浮泥沙输运情况，并验证及分析了水动力环境及悬沙输运的模拟结果。结果表明：在波流合作用下，近岸掀沙明显，大潮期间该海域近岸悬沙浓度值最高可达50mg／L。     

轴线倾斜海底管道冲刷速率试验研究

通过物理模型试验研究水流作用下轴线倾斜海底管道的三维局部冲刷问题。利用超声波探头监测管道下部冲刷沿管轴线方向的扩展过程,分析海底管道三维局部冲刷的动态发展机理。由模型沙的冲蚀试验,建立沙床面剪切应力与泥沙表观侵蚀速率之间的关系式,并引入经验公式对沙床面剪切应力放大系数、泥沙表观侵蚀速率以及远场床面剪切应力之间的关系进行表达。由倾斜管道模型试验,在分析冲刷扩展位置随时间变化数据的基础上,结合上述经验公式以及沙床面剪切应力放大系数与管道埋深的关系,建立轴线倾斜海底管道冲刷扩展速率的预测公式。     

应用ADP探测长江口区泥沙浓度的实验研究

声学多普勒流速剖面仪ADP不仅可以测量流速,其记录的声强信号还包含有泥沙浓度的信息,为探讨ADP测悬沙浓度的可行性,本文根据长江口区现场六点法测得的悬沙浓度,对输出信号进行标定,反演获得悬沙浓度。结果表明在500kHz的工作频率下,计算出的悬沙浓度在中上层水体平均误差较小(25％～38％),但要用ADP测整个垂直剖面的悬沙浓度还有待做进一步试验研究。     

厦门岛东南部海岸演变与泥沙输移

通过海岸地貌调查、沉积物分布、岸线对比、沿岸输沙率计算等手段，分析研究了厦门岛东南部海岸海滩的演变特征，认为厦门岛东南部海岸的沿岸净输沙方向是由东北向西南，由东向西；黄厝湾中北部存在反向输沙。文中划分了中－强侵蚀海岸、中侵蚀海岸、中－弱侵蚀海岸、弱侵蚀海岸、弱淤积海岸和不确定海岸等6种类型。人工采沙是引起海岸侵蚀的最重要因素之一。     

海滩养护影响下的海岸风沙作用研究进展

海滩养护已经成为全球基于自然（nature-based）海岸防护的主要手段,并得到广泛应用。随着全球强风区海岸海滩养护工程数量的增加,海滩养护对海岸风沙过程产生的一系列影响逐渐得到重视。海滩养护工程形成了新的海滩地貌形态,扩大了海滩风区、增加了风沙物源、提高了滩面高程、改变了滩面沉积物,海滩地貌和沉积物组分变化引起了风沙运动过程的变化,与自然海滩风沙过程相比,有其独特的过程和特征,已经成为海岸风沙研究的热点之一。本文从海滩养护影响下的风沙环境变化、风沙活动变化以及养护海滩对沙丘的影响等3个方面梳理了国内外研究进展,提出养护海滩风沙研究存在区域不平衡以及风沙过程的综合性影响和定量化研究不足等问题,并结合我国海滩养护未来的发展趋势,从强风区养护海滩风沙运动规律、养护海滩风沙环境全要素的综合影响和风沙作用变化的模型评估等方面展望了我国养护海滩风沙研究的未来发展方向。     

青岛汇泉湾海滩剖面变化特征

在海滩地形测量的基础上，分析了汇泉湾前滨海滩剖面沙坝、沟槽的短时间尺度变化特征。研究结果表明，2005年3～11月．海滩剖面沙坝顶沟槽底相对高度均变小，沙坝顶部宽度出现不同程度的变宽或变窄现象；在西北侧前滨海滩上，沟槽最底部淤高0．1-0．35m，沟槽轴线向陆移动距离较大，为17．5-3．5m，沙坝顶部淤高0～0．2m，沙坝顶部轴线向陆移动0～42．25m。而东南部前滨海滩上，大部分剖面沙坝顶被削平蚀低0．1-0．2m，沙坝项部轴线向海移动7～23．75m。在海滩西北部和中部的前滨海滩上，2005年11月沟槽最底部轴线到高潮线的距离为44～58m，沙坝顶轴线到高潮线的距离为63．75-98．5m。     

渤海湾曹妃甸沙坝-泻湖海岸沉积物搬运趋势

以沉积物粒度参数特征和区域沉积物搬运趋势模型为基础,分析了曹妃甸沙坝－泻湖海岸的沉积物搬运趋势,揭示沙坝区为沉积物辐聚区,东坑尖子沙坝后侧及泻湖区为沉积中心。     

威海典型海滩沉积地貌及质量评价

选择威海双岛湾附近海滩、国际海水浴场海滩、金海滩、青叽岛以西海滩、青叽岛以东海滩、天鹅湖海滩、桑沟湾海滩、楮岛海滩、南海新区海滩和乳山银滩十处代表性岸滩进行了海滩地貌和底质调查,结合沙滩表层样品分析测试数据,对研究区海滩地貌、沉积物粒度分布特征及海滩质量进行了综合评价。结果表明:威海海滩沉积物主要包括砾砂、粗砂、中砂、细砂四种类型,其中中砂分布最广,约占所有点位的35.6%,细砂、粗砂、砾砂分别占34.4%,26.7%和3.3%。岸滩坡度一般较缓,宽度中等以上,岸滩质量整体较好,部分岸滩受沉积物粒度影响,质量稍差。     

蓬莱西庄海滩示踪砂试验研究

为了研究蓬莱西庄海岸侵蚀原因、揭示泥沙运移规律，利用萤光示踪砂和染色砾石进行侵蚀岸段的泥沙示踪研究．其主要结果如下：１．海滩泥沙运动完全由波浪控制，泥沙运移的速度和方向取决于破波的大小和方向．２．海滩泥沙以群体形式沿岸输移．３．在平直海岸上，泥沙可超越粘土质海蚀平台进入另一砂质海滩。     

设计彩沙示踪法研究滨海沙滩底沙运动--以厦门大学滨海沙滩为例

本文设计彩沙示踪法于厦大滨海沙滩东段进行试验 ,取得了沙粒运动方向、最大运移速度、扩散范围、沿岸输沙率及粒度分异运移状态等定量数据 ,弥补了以往示踪法难以定量分析的缺陷。结果表明 :调查期间 ,厦大滨海沙滩东段沙粒运动是构成厦门岛南岸岸滩在偏东向波浪作用下形成的西南向沿岸漂沙之一个环节 :沙粒大体平行岸线向北运动 ;沙粒沿岸最大运移速度为 2 0 0m/d ;经一个潮周期 ,沙粒向两侧的最大横向扩散距离为 2 0m ,最大垂直扩散深度达 7cm ;岸滩横断面沿岸输沙率为 42 5t/d ;在该岸段沿岸漂沙中 ,粗粒沙偏向低潮带一侧 ,而细粒沙偏向高潮带。     

潮汐作用下的海滩风沙运动若干特征研究——以福建平潭岛远垱澳海滩为例

海岸风沙是海岸带陆-海-气相互作用的突出产物。本文通过福建平潭岛远垱澳海滩风沙全环境要素观测，从海滩风沙垂向分布、滩面风沙起动和搬运等方面，探讨并总结自然海滩潮汐动态作用下的风沙运动过程。主要研究结论为:（1）海滩湿沙表面风沙流绝大部分（98.9%）在离滩面30 cm高度层内运动，不同粒径组沙粒的垂向分布形式不同；（2）潮汐旋回中的海滩起沙风速显著高于同等粒径内陆沙漠地区，其变化过程主要为滩面平均表层湿度与风区长度相互"博弈"的结果；（3）海滩风沙输送量主要受风速、滩面平均表层湿度与风区长度耦合作用，涨落潮不同阶段输沙量变化的主导影响因素不同；（4）"干沙起动+湿沙表面传输"为典型的海滩风沙搬运模式之一，滩面风沙运程较短，总体呈"接力"式特征向海岸前缘沙丘搬运。     

Sand suction mechanism in artificial beach composed of rubble mound breakwater and reclaimed sand area

An artificial beach has been constructed compensating for losing of the natural one caused by the development of coastal area. In this paper, the hydraulic model tests are carried out to investigate the suction phenomenon on the artificial beach constituted of rubble mound breakwater with gravel and the reclaimed sand area. In addition, the numerical model for waves, structures and seabed interaction as well as the numerical method based on the u–p approximation of the Biot equations is developed for investigation of suction mechanism. After verification of the numerical models by comparing numerical results with experimental data, the numerical models are further used to clarify the detailed suction mechanism of the reclaimed sand. The factors that affect the suction phenomenon are examined experimentally and their critical values are presented. Also, it can be pointed out that the vertical discharge velocity as well as the volumetric strain around the still water level of the boundary between the breakwater and the beach gets up to the critical value, the reclaimed sand starts to flow out to the offshore, and it finally leads to caves and cave-ins in the reclaimed zone.     

海滩养护修复过程中拦沙堤的应用

拦沙堤作为海滩养护最常用的辅助工程之一,在全球范围内得到广泛应用。在总结我国海滩养护过程中拦沙堤应用现状的基础上,将拦沙堤的功能分为3类（防泥沙扩散、防沿岸输沙、防浪+防输沙）,并详细分析这3类拦沙堤在我国海滩养护的应用现状和发展规律。基于国内外工程实践,进一步探讨海滩养护中拦沙堤的多项应用创新：组合式拦沙堤设计、拦沙堤平面形态优化、拦沙堤堤群设计、拦沙堤+潜堤组合优化、拦沙堤+旁通输沙/循环养护。最后,展望未来海滩养护中拦沙堤的发展应用趋势（拦沙量的精准调控、丰富多样的形态设计、基于“自然工法”的生态化建设）,并给出了相关建议。