卷破波作用下沙质岸滩剖面形态判别式初探

通过波浪水槽实验,开展不同类型波浪作用下的沙质岸滩演化规律研究工作。本次实验研究不考虑比尺,采用1:10与1:20组成的复合沙质斜坡对岸滩进行概化,选取规则波和椭圆余弦波两种典型波浪作用,对波浪的传播、变形和破碎、上爬、回落过程以及波浪作用前后沙质岸滩床面地形进行了观测,探讨波浪作用下沙质岸滩剖面演化规律。本文实验工况中,规则波作用下,岸滩剖面呈现出沙坝剖面和滩肩剖面,椭圆余弦波作用下的岸滩剖面均呈滩肩形态,发现岸滩剖面形态不仅与波浪作用类型、强度、周期等因素相关,还与波浪破碎的强度等因素有关。通过对实验过程中现象的进行观察和分析,引入了卷破波水舌冲击角的概念。对波浪卷破破碎后形成的水流挟沙运动与岸滩剖面形态的关系进行定性分析,对水舌冲击角与Irribarren参数之间的关系进行定量分析,基于Irribarren参数与岸滩剖面形态的关系初步建立了波浪作用下沙质岸滩剖面形态判别关系式。通过本文实验结果和前人实验结果对趋势线进行拟合,求得其判别系数,判别式能够较好地划分淤积型岸滩、侵蚀型岸滩及过渡型岸滩三种岸滩形态。     

直墙前破波波浪力

对被重新修正后的Ｇｏａｔ直墙波压力计算方法进行了分析，主要是对其无因次波浪力随基床肩宽和相对波变的变化进行分析，结果发现，Ｇｏａｔ法计算的无因次波浪力随基床肩宽的变化有一最不利肩宽，此不利肩宽与相对波高无关；在同一水深条件下，Ｇｏａｔ法计算的无因次波浪力随对波高的增大而增大。此两点与试验数据不符。     

波控中等潮差海滩剖面时空变化过程研究

通过对一波控中等潮差海湾切线段 16个月海滩剖面数据,采用 EOF 分析提取了占数据总方差 91. 32 % 的前 3个空 间特征函数研究海滩剖面空间变化。结果发现第一空间特征函数指示了滩肩顶至碎波带海滩剖面变动逐渐增强的特征,是海 滩剖面变化的主要模式;第二空间特征函数指示了滩肩形成与消亡;第三空间特征函数指示了大潮高潮位的巨型滩角的存 在。通过对 EOF 分析得到的时间特征函数作连续功率谱分析,反映该海滩剖面波能在大小潮汐约半月潮周期、近塑望月潮 频率周期和大小潮汐约 2个月潮周期内对这些空间过程的控制,体现了这一波控中等潮差海岸近岸区,叠加在周期性潮汐之 上的波浪是海滩演变的主要动力因素,这在以前的研究中所忽略。     

二维沙质海滩剖面形态试验研究

海滩形态是近岸过程与海岸工程的一个重要研究内容,为探讨人工沙滩平衡剖面的形成及其形态特征和波浪作用下的滩面泥沙运动,从泥沙与波浪运动的相似规律出发,采用天然沙以正态整体模型进行二维沙质海滩的形态试验.试验证明人工沙质海滩在波浪作用一定时间之后,其剖面基本趋于一种平衡状态,沙源的向岸推移和向海下拉的情况也基本稳定.试验显示混合波的冲刷要大于单纯斜向波,单纯斜向波的冲刷大于单纯正向波,因此人工沙质海滩施工时应考虑到不同来波方向对剖面的影响.对比各个系列的整个人工沙质海滩剖面变化情况,可以看出整个沙滩剖面呈冲刷形态:从岸向海方向,在滩肩平台上形成一定的沙源堆积体;在滩肩缘到斜坡中部侵蚀最大,在斜坡下部侵蚀较小且向海呈逐渐减小趋势.     

岬湾海滩沉积动力地貌研究

岬湾海滩是砂质海岸稳定性及其演变的重要内容.介绍了岬间海湾平面形态平衡模型、海滩平衡剖面模式、海滩剖面主要类型的判别以及海岸泥沙运动,其中着重评述了现今岬间海湾平面形态平衡模型和海滩平衡剖面模式.通过它们的优缺点分析,认为人工神经网络模型是未来新型平面形态模型改进的方向;海滩平衡剖面模式分段使用,亦或2种或多种模式配合...     

长重力波运动与近岸过程研究综述

简要介绍了长重力波的概念和作用,概述了近岸长重力波的运动形式、类型、分布和波能变化,分析了近岸长重力波与泥沙运动、海岸侵蚀、近岸环流系统、海滩碎波带地貌形态和潮汐等的关系,提出了进一步研究的几点建议。     

海岸冲淤动态的理论分析：物质收支、剖面形态、岸线进退

海岸线动态经常被作为海岸冲淤的判据,然而,由于未能涵盖物质收支和海岸剖面形态的双重因素影响,此判据具有局限性。基于沉积物收支方程性质和海滩-潮滩剖面形态的理论分析,认为将物质收支与岸线进退速率或海岸剖面形态相结合,才能准确判别海岸冲淤状态。沉积物收支方程含有沉积体系规模、冲淤强度、系统生长极限等信息;海滩剖面形态决定于物质粒径、波能大小,波能耗散最小原理决定了海滩均衡剖面的存在性,而潮滩剖面形态决定于沉积物供给、粒径组成和潮汐动力。根据沉积物收支方程和海岸剖面理论,融合极端事件(风暴等)和海面变化因素,可获取砂质海岸(以海滩为代表)、泥质海岸(以潮滩为代表)各种侵蚀现象的发生机制、速率和时间尺度信息,海岸线变化速率从低(<100 m/a)到高(10¹～10² m/a)有数量级的差异,冲淤过程的时间尺度包括10^-2a(风暴事件)到10³a(海面变化)的范围。根据沉积物收支和海岸线进退的不同组合,可将海滩、潮滩海岸冲淤动态分为4类,其中第一类为堆积海岸,其余三类为侵蚀海岸,与不同的地貌演化方向和时...     

波浪作用下淤泥质海滩剖面侵蚀过程的计算模式——以江苏北部淤泥质海岸为例

本文以江苏北部连云港—灌河口之间淤泥质海岸为研究对象,建立了在潮水位变动状态下淤泥质海滩剖面上破碎波浪冲蚀力的计算式,并根据海滩侵蚀过程中沉积物质构成的变化,提出了“蚀滩浪”的概念,以此建立了淤泥质海滩侵蚀演变模式,此模式揭示了淤泥质海滩侵蚀过程中剖面形态变化特征,较好地复演了连云港地区海岸的侵蚀演变过程。     

波控岬间海岸平衡剖面形态及其地形学意义

对粤东后江岬间海岸１９９２年和１９９２年７条重复地形剖面分析结果表明,当前各剖面年净冲淤变化很小,剖面分别与Ｂｏｄｇｅ和Ｌｅｅ平衡剖面模式符合良好,拟合的平衡剖面闭合水深反映了在海区波候条件作用下泥沙运动的临界水深。     

表面多次波衰减技术在渤海海峡应用效果

浅水地震勘探对于了解近海底地质构造具有重要意义,目前已被广泛用于油气开发、近岸工程等领域。表面多次波的存在干扰了有效波信息,影响了资料品质,造成解释假象,如何有效地压制多次波,已成为浅水地震勘探中的关键问题。表面多次波衰减方法(SRME)是一种去除海面相关多次波效果较好的技术方法,但是,一般认为SRME技术并不适合于浅水区域。分析了SRME去除多次波的基本原理,并将其应用于海洋高分辨率浅水区域多次波的去除。实际处理效果表明,使用SRME技术处理后的叠加剖面多次波去除效果明显,剖面基底清楚,断面清晰。通过对SRME技术应用于浅水区域的探讨,证实了SRME技术在海洋高分辨率地震勘探浅水区域应用效果较好。     

华南弧形海岸的分形和稳定性研究

弧形海岸是上、下岬角控制下的砂质海岸在泥沙供给不足的情况下优势波浪斜向冲击海岸形成的一种与波浪动力及其一定的沿岸输沙率相适应的海岸形态.它的弧形(或螺线形)湾顶偏于上岬角一侧,其海滩剖面平缓,呈上凹形,属“消散型”海滩性质;偏于下波侧方向的岸段(称切线段)十分平直,其海滩剖面较陡,呈上凸状,趋于“反射型”海滩性质.这是一种较为稳定或平衡的、在华南分布很广的海岸类型.     

浅水波波高和周期的联合分布

用实验室资料研究变浅引起民的波高和周期联合分布的变化，资料取自两种海滩，实验资料与Ｌｏｎｇｕｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ提出的波主和周期的理论分布做了比较，对于ｄ／Ｌ〉０．１的非波碎波，观测和预报所和的分布形态吻合相当好，但由于Ｌｏｎｇｎｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ给出的预报的联合分布与预测的分布有位移，因此，提出了对观测位移的一种参数化法。另外还给出了谱宽度参数随汪水区域变化的一种参数化法。     

直墙前破波波浪力──对修正过的Gota方法的探讨

对被重新修正后的Goat在墙波压力计算方法进行了分析，主要是对其无因次波浪力随基床肩宽和相对波高的变化进行分析，结果发现，Goat法计算的无因次波浪力随基床肩宽的变化，有一最不利肩宽，此不利肩宽与相对波高无关；在同一水深条件下，Goat法计算的无因次波浪力随相对波高的增大而增大。此两点与试验数据不符。     

基于自组织机制理论的滩角地形数值模拟

一般认为滩角是近岸带泥沙、水动力和地形耦合作用的产物,对近岸带特别是碎波带和冲流带的动力变化响应迅速,还可以反映海滩状态,但具体的成因一直得不到很好的解释.首先详细介绍了关于滩角成因的争论以及自组织机制理论,其中驻立边缘波假说和自组织机制假说是最为认同的两种滩角成因假说.基于WERNER(1993)提出的滩角形成的自组织机制假说,建立包含冲流动力、泥沙输运和地形演变的滩角形成和发育的元胞自动机模型.模型中修正了以前研究中的坡度参数表达式和水动力输入方式.经过200个冲流循环的数值模拟,原来平直的滩面上形成了明显的滩角形态,滩角间距约为5.5～6.0 m,520个循环周期后,滩角形态基本上达到稳定状态.对模拟过程进行分析,结果表明:(1)模拟得到的滩角形态比先前的研究结果更接近天然状态下的滩角;(2)随机的水质点冲流运动使海滩地形呈无规律变化,但通过动力、泥沙、地形之间的反馈过程逐渐形成了滩角地形;(3)滩角形成过程中,海滩基本上处于堆积过程中.开始堆积速度较快,当滩角形态达到准平衡状态时(大约300个循环后),海滩体积增速变慢,并逐渐地达到稳定状态,海滩体积变化呈现小的波动调整;(4)模拟得到的有效冲流距离(S)和滩角间距(λ),满足滩角自组织机制假说的基本关系.因此,可以认为滩角是在海滩泥沙、地形与波、流的自组织过程中形成的,是一种堆积地形.自组织理论为从不同的侧面认识和研究海岸带现象与过程提供一扇窗口,是一个值得研究的方向.     

钦州湾人工海滩剖面变化过程

波浪和潮汐作用下的海滩剖面动态变化过程是海岸演变及沿海防护工程设计与旅游资源规划的核心内容。本文以广西钦州湾沙井半岛人工海滩为研究区, 基于GPS-RTK采集的2018年1月—2019年12月的逐月剖面高程实测数据, 通过分析剖面冲淤和单宽体积变化, 利用EOF(Empirical Orthogonal Function)函数揭示剖面的高程变化模式, 进而探讨海滩剖面的动态演变过程。研究的主要结果表明: 1) 在观测期间, 人工海滩剖面的冲淤情况整体展现出冬春季淤积、夏秋季侵蚀的变化特征; 2) 人工海滩剖面因泥沙横向输移而导致不同横向分带的单宽体积变化趋势呈差异性, 不同横向分带具有侵蚀与淤积交替出现的情况; 3) 人工海滩剖面的变化模式可划分为由强降雨及台风导致剖面高程明显降低的主要模式、波潮影响下的剖面高程经历强降雨及台风后逐渐淤积和恢复的次要模式、波浪破碎形成卷流引起滩面冲淤变化的其他模式。     

海滩平衡剖面形态研究进展

海滩剖面形态是近岸过程与海岸工程环境的一个重要研究内容，对其研究具有重要的理论意义和应用价值。在Brunn-Dean剖面模式的基础上，研究人员提出了许多新的海滩剖面形态模式。作者对近年来提出的各种平衡剖面模式进行了总结，认为加强泥沙动力学研究是解决模式与实际剖面形态偏离的关键。最后作者指出了研究我国岬湾间海滩剖面具有的重要意义。     

混成堤直墙上破波作用

高基床混成堤前波浪将发生破碎，基床顶直（胸）墙上将承受破波或破后波作用。本文在以往研究的基础上，根据综合试验的大量资料，进一步揭示破波形成的主要条件和破波作用的基本规律，包括复合因素ξ~＊和浅水Ｄ／Ｌ因素相对基肩宽度ｂ／Ｌ、基床坡度系数ｍ的综合影响，并获得较完整的计算方法。     

山东半岛东、北部海滩动力地貌特征及影响因素

根据2003—2006年进行的5次重复测量海滩剖面、海滩平面形态及波浪-沉积物参数(Dean参数),对山东半岛东、北部典型海滩进行动力地貌类型的划分;通过对比研究区域北部海滩、东部海滩剖面季节性变化的不同,研究其与波浪条件的关系。结果表明:1)波浪-沉积物参数在该地区动力地貌类型划分中具有指标性,北部海滩以消散型和过渡型为主,而东部海滩主要为过渡型和反射型的海滩。2)海滩砂坝和海滩剖面形态显示北部海滩和东部海滩的在冬夏有相反的变化趋势。北部夏季风浪小,易出现海滩砂坝;而东部冬季风浪小,剖面上易出现海滩砂坝。3)大部分岸段同时受到波浪和潮汐的作用,但是波浪条件的季节性不同,仍然对海滩地貌起主要作用。     

海岸破波带内水底悬沙浓度形成机理实验研究

通过大尺度水槽波浪引起泥沙悬移的动床模型实验,研究了沙坝海岸破波带内水底悬沙浓度形成机理,通过比较时间平均水底悬沙浓度与时间平均水底波浪水质点动能或时间平均水底湍动能之间的相关性,论证了利用时间平均湍动能比利用时间平均波浪水质点动能计算时间平均水底悬沙浓度更为适用,并提出了以上时间平均水底悬沙浓度与水底湍动能之间的关系也可以用来近似表达时间变化的水底悬沙浓度与时间变化的水底湍动能之间的关系。研究针对规则波、波群和不规则波3种波浪形态进行,并分别对破波带内的爬坡区、内破波区和沙坝区3个区域实验结果进行讨论。     

不规则波远破波对直墙的作用

基于物模试验、理论推理、因次分析和工程实例验证等综合分析方法,就不规则波远破波对直墙作用力的计算方法进行了研究,用推荐的方法得到的结果与工程实例符合较好.