手提式捕沙器在激浪带定点输沙率测量中的应用

本文叙述一种手提式捕沙器的研制及应用。目前,它的使用限于波高约小于1米的激浪带,并成功地应用于大西洋海岸。在该海岸布设有大约150个捕沙器,采得了500多个沙样,发现所得输沙率垂向分布相当一致。本文评价了现有测量沿岸输沙率的方法,介绍了捕沙器的现场试验结果。可以断言,这种捕沙器提供了激浪带进行短期定点测量输沙率的唯一实用方法。     

沙质海岸强浪作用下沿岸输沙问题研究

在沙质海岸上修建导流堤、丁坝等会引起局部海域水沙动力条件的改变和海床冲淤调整,因此准确预测沿岸输沙率是海岸工程建设前进行优化设计的基础条件之一.首先构建了刻画高强度推移质输沙过程中固-液混合体运动的理论模型,通过寻求模型的特解并推导成1D沿岸输沙率公式.该公式适宜计算强浪作用下的推移质输沙率,已得到了大型波浪水槽、往复流水道和海滩现场实测输沙率资料的良好验证.通过与物理模型试验实测输沙量结果的比较,进一步表明该公式能够较好地预测沙质海岸在寒潮大风浪(或台风浪)作用下的高强度输沙量(骤淤量).     

旌式泥沙捕获器的研制和施测

介绍了旌式泥沙捕获器的研制，以及该仪器在破波带泥沙垂直分布、破波带泥沙搬运机制和海岸带泥沙输运速率和通量研究中的应用；详细描述了旌式泥沙捕获器在破波带泥沙观测中的安装和施测要点。     

利用风要素计算港湾沿岸输沙率的一个数学模式

本文利用风浪要素计算方法,依波能流守恒法则,建立了一个由风要素计算港湾沿岸输沙率的数学模式Ql=1.906×10-8g-0.97F1.03u2.94cos1.2α0sinα0(m3/s).这模式对于缺乏测波资料的风速较小,水深较大(gd/u2)的海湾、湖泊等环境的沿岸输沙率求算具有实用价值.与现有主要几种计算沿岸输沙率的数模和方法进行计算比对,本文模式的计算结果有较好可信性与准确性.     

北戴河海滩泥沙捕获实验及其初步结果分析

介绍了利用泥沙捕获器观测破波带泥沙垂直分布结构的现场实验方法和基本程序，以及利用实验结果计算泥沙通量的方法。研究表明，近岸带泥沙运移通量及其在垂向上的分布受破波带相对位置和海滩地形变化的影响。在破波点附近，波浪的搅动和流场作用强，泥沙运移通量增大，泥沙在波浪的作用下可以大量进入垂直水体以悬移和跃移的方式运移。在本实验中，破波点附近的泥沙在距海底100cm的垂直水体中运移，通量垂向向上逐渐减小。远离破波点，泥沙运移通量和进入垂直水体的高度明显下降。在地形变化复杂的有坝海滩，沙坝顶部的泥沙运移通量最大，泥沙进入垂直水体运移的机率增加，而在沙坝问的沟槽内，波浪和海流作用减弱，泥沙通量和垂向进入水体运移的比例下降。     

滨海输沙若干测定法及数模计算述评

本文介绍了沙质海岸滨岸输沙的一些测定方法和数模计算的研究现状，并评述其使用条件、方法可靠性的应用前景，为开展海洋泥沙运动和岸滩演变的研究工作提供新思路与借鉴。     

唐山港京唐港区泥沙运动特征与海岸性质界定

海岸性质的界定,是港口航道减淤措施合理布置的关键。通过地形资料和现场测量资料对京唐港区的水下地形地貌特征、泥沙特性以及沿岸输沙特点等进行了分析研究。研究结果表明,京唐港区泥沙中值粒径大于0.06 mm、沉积物中黏土含量小于15%、岸滩坡度通常大于1/1 000;泥沙运动具有沿岸泥沙运动特征,但与沙质海岸又有所不同,存在复合沿岸输沙,尤其在风暴潮期间,大浪产生的破波沿岸流与风暴潮潮流叠加,产生更为强烈的沿岸输沙能力。在粉沙质海岸定义基础上,将京唐港区海岸界定为细沙粉沙质海岸。在京唐港区航道防波挡沙堤布置上考虑复合沿岸输沙,取得良好效果。     

岬间海滩泥沙输运趋势与剖面分形研究

根据1999年7月实测的粤东岬间海滩沉积与地形变化资料,采用沉积物输运概率模式(McLaren模型)对海滩沿岸泥沙运移趋势进行探讨。结果表明,在常波况条件下海滩沿岸泥沙向偏南方向运移,在高能条件下可能出现与常波况条件下相反运动的趋势。进一步利用分形分布模型研究了海滩剖面的分形性质,提出了岬间海滩剖面地形变化的短期分形预测模型。     

Multigrain sedimentation/erosion model based on cross-shore equilibrium sediment distribution: Application to nourishment design

In the light of global warming and sea level rise there are many coastal beaches that suffer from erosion. Beach nourishment has become a common practice to maintain the sediment balance on a shore-face. In this paper, a three-dimensional numerical model for evaluating long-term impact of beach nourishment projects has been developed. The model addresses the longstanding complex issue of coastal morphology and sediment grain size distribution from an unconventional angle, which exploits the strong links between grain size distribution and the prevailing transport direction of each sediment constituent under ‘average’ wave and storm action. The present model predicts the redistribution of nourished sediment according to the subtle clues implied by equilibrium distribution curves and latest coastal wave transformation theories. After verification against recent field observations in Terschelling, The Netherlands, the model was used to predict long-term effects of different beach nourishment strategies. It was found that: (a) given the source sediment available in Terschelling the tactics of large volume and less frequent implementation are better than otherwise; and (b) from a pure engineering point of view, waterline nourishment outperforms offshore trough nourishment.The model offers an additional tool for coastal engineers to evaluate the feasibility, effectiveness and the optimization of dumping locations for beach nourishment projects. It is also a useful tool for stratigraphic modelling of shallow-marine sedimentation in conjunction with sea level changes.     

极限波高下人工沙坝的动力调整研究

基于人工沙坝影响波浪破碎的理论分析,采用极端高水位、设计高水位和0.00m水位下的极限波高作为入射波,对近岸人工沙坝进行了模拟试验,研究波浪动力对人工沙坝剖面的变形及其对岸滩养护的影响。结果表明:坝顶水深和沙坝高度之比h/d决定沙坝的稳定性,h/d较小时,沙坝能接近稳定;沙坝的变形与坝前波浪破碎有关,可用坝顶水深和临界水深之比h/hb判定波浪在沙坝上的破碎;近岸人工沙坝使波浪提前破碎,滩肩拓宽,使泥沙向岸输移大于向海输移,减小岸滩侵蚀区域,增大淤积范围。     

Drag and Sediment Dispersion Over Sand Waves

Estimates of the drag coefficient over sand waves during calm weather in the southern North Sea have been obtained from measurements of the water slope and currents at different heights (z) above the sea-bed using the log profile and momentum balance methods. An observed phase difference between principal terms in the momentum balance equation is examined theoretically. Drag coefficient estimates are found to agree broadly with previous studies. Owing to bedform asymmetry, average drag coefficient values obtained atz=1 m (C₁₀₀) are found to be 0·0021 and 0·0029 for flood and ebb tides, respectively. Systematic changes in bed roughness are not detected. Using a momentum balance approach, the average drag coefficient value (C_d) atz=10 m is found to be 0·0056. Changes in 10-min averageC_dvalues over sand waves during the tidal cycle are found to be small with bedform asymmetry having no detectable effect. Correlation betweenC_dandC₁₀₀is found to be poor and separation of skin friction and form drag terms is not possible with existing measurements. The inclusion of form drag inC₁₀₀values at the present site leads to over-estimation of the bed shear stress ({q) available to mobilize and transport sediment. Mobile sediment, detected through the use of tracers and a transmissometer, was not found to have any measurable effect on eitherC_dorC₁₀₀in calm weather conditions.     

近期辽东湾西侧砂质海滩冲淤特征

2013-2014年,在辽东湾六股河口两侧开展了海滩地形及海岸侵蚀的现场调查,于兴城至绥中沿海布设6处调查岸段及17条断面。结果表明,研究海滩地貌主要组成部分包括反射型高潮滩-滩坎-消散型低潮滩,其中低潮滩多发育有近岸沙坝和水下沙坝。绥中南江屯、皮家屯及兴城新立屯海滩侵蚀明显,多数海滩持续侵蚀,调查期内最大平均下蚀速率达53.2 cm/a。分析发现,海滩地形及断面蚀淤量有较明显的季节或区域差异。海滩冬季近岸沙坝消失、水下沙坝离岸距离小于夏季。六股河口南侧夏季海滩断面侵蚀量增加、淤积量减少,而六股河口北侧相反。研究认为,岸线自然形态差异及其造成的沿岸输沙差异是导致不同岸段蚀淤差异的主要自然原因。海岸封闭性建筑物(尤其是突堤)影响了海滩局部断面蚀淤变化。海滩地貌及蚀淤的季节或区域变化的主要原因为沿岸波浪特征等因素的季节性和区域性差异。