沙质海岸沿岸输沙率计算方法研究进展

准确预测波浪作用下沿岸输沙率是沙质海岸研究领域的重要科学问题。根据数十年来国内外沿岸输沙率公式的研究进展,按研究方法对各项成果进行分类,并兼顾时间逻辑,回顾了各研究方法的发展历程及其代表性成果。对各项成果的理论基础、考虑因素、资料来源等方面进行了探讨,并采用现场原型沙、室内原型沙和室内轻质沙等实测资料,对国内外常用公式的预测准确性进行了检验。结果表明,孙林云公式与各项实测资料的吻合程度最高,在众多沿岸输沙率公式中具有明显的先进性。在此基础上,对未来可进一步深化研究的方向作出了展望。     

沿岸输沙率计算Ⅱ

本文通过解析力学途径和海岸底质条件建立起一种理论模式,并用来计算稳定冲积海岸的沿岸输沙率。该项研究成果较宜用于己知常浪向及强浪向基本一致而短缺波浪详尽资料的稳定海岸段。     

莱州湾东岸沿岸输沙率及冲淤演化动态分析

采用美国<海岸防护手册>的CERC公式对莱州湾东岸的沿岸输沙率进行计算;同时根据莱州湾东岸自身特征,采用岬间海湾平面平衡形态经验模型-抛物线模型对莱州湾东岸的平衡状态进行预测,结合两者分析得出莱州湾东岸的冲淤演化动态:屺姆岛南侧西端略有冲刷;龙口湾顶基本无泥沙进出;招远岸段遭受严重的侵蚀;石虎咀处于淤积状态.针对侵蚀岸段提出了防止海岸蚀退的对策.     

应用现场实测波浪资料直接计算沿岸输沙率

本文应用波能流守恒法则，导得可直接应用现场实测波浪资料计算沿岸输沙率关系式。通过两个实例计算，说明计算值与实际沿岸输沙率一致。     

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.     

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。     

海南岛万泉河口博鳌潮汐汊道演变及沿岸输沙率的计算

通过收集不同时期的遥感资料,结合已往的研究,分析了海南岛万泉河口博鳌潮汐汉道演变的年际与季节性变化规律;根据实测波浪资料计算了年沿岸输沙率及沿岸输沙率的季节变化.结果表明,博鳌潮汐汉道的演变具有周期性的规律,年际特征为南、北侧沙嘴分别向口门进积、口门总体变窄;从10 a以上的尺度来看,封堵口门的趋势不断被洪季时的洪水和风暴潮增水所打断.另外通过沙嘴体积变化反推了博鳌近岸的沿岸输沙率,其结果与CERC公式计算结果一致,表明此公式在博鳌岸段有较好的适用性.     

山东荣成湾沿岸输沙率及沙嘴的演化动态

山东荣成湾发育了NEE-SWW向约10 km长的沙坝,通过沿岸输沙率的计算、沙源分析得出以下结论:荣成湾沙坝的主要沙源为海底来沙和海岸来沙,其沿岸纵向净体积输沙率为15.52×104 m3/a,为沙坝的形成和演化提供了物源基础;沙嘴各段输沙率的计算及相应段沙嘴层理剖面分析,揭示了沙嘴的动态演化趋势.     

沙质海岸沿岸输沙率的数值模型

为了较为准确地计算沙质海岸沿岸输沙率,基于网格模型建立沙质海岸波浪的传播变化模型,根据求得的波高和波向分布特征,并考虑辐射应力等,计算波生流的分布.并在此基础上通过波浪最大底部轨道速度和沿岸流的分布特点,建立估算破波带内各网格单元上沿岸输沙率的分布模型.     

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).     

Beach sediment temperature variations through depth and time

Data obtained from a site at mean tide level on Belfast Lough, Northern Ireland, show temperature fluctuations on various timescales. Hourly means differ markedly from month to month but are similar for different depths during the same month. The short-term temperature fluctuations recorded at the surface are largely dissipated at a sediment depth of 20 cm with the proportion of total flux occurring at any depth remaining similar irrespective of the absolute temperature range. It is suggested that temperature flux ratios may provide an objective in situ assessment of beach exposure and/or water flow through sediments. A plea for a standardized methodology is made.     

近岸人工沙坝的剖面演变规律和泥沙输运机制研究综述

近岸人工沙坝养滩是一种重要的海滩养护手段,开展人工沙坝地形演变研究是海岸带保护修复工程的重要需求。本文围绕不同动力条件下的人工沙坝横向迁移规律、形态演变模式、地貌耦合规律和水沙运动机制等理论层面,以及人工沙坝平衡剖面描述和演变过程数值模拟等方法层面,总结了近年来关于人工沙坝剖面演变规律和泥沙输运机制的国内外研究进展,并提出了关键过程机理深化、模拟预测方法改进和实际养滩工程应用等方面的今后研究重点。     

Application of a fuzzy inference system for the prediction of longshore sediment transport

A fuzzy inference system (FIS) and a hybrid adaptive network-based fuzzy inference system (ANFIS), which combines a fuzzy inference system and a neural network, are used to predict and model longshore sediment transport (LST). The measurement data (field and experimental data) obtained from Kamphuis [1] and Smith et al. [2] were used to develop the model. The FIS and ANFIS models employ five inputs (breaking wave height, breaking wave angle, slope at the breaking point, peak wave period and median grain size) and one output (longshore sediment transport rate). The criteria used to measure the performances of the models include the bias, the root mean square error, the scatter index and the coefficients of determination and correlation. The results indicate that the ANFIS model is superior to the FIS model for predicting LST rates. To verify the ANFIS model, the model was applied to the Karaburun coastal region, which is located along the southwestern coast of the Black Sea. The LST rates obtained from the ANFIS model were compared with the field measurements, the CERC [3] formula, the Kamphuis [1] formula and the numerical model (LITPACK). The percentages of error between the measured rates and the calculated LST rates based on the ANFIS method, the CERC formula (K_sig = 0.39), the calibrated CERC formula (K_sig = 0.08), the Kamphuis [1] formula and the numerical model (LITPACK) are 6.5%, 413.9%, 6.9%, 15.3% and 18.1%, respectively. The comparison of the results suggests that the ANFIS model is superior to the FIS model for predicting LST rates and performs significantly better than the tested empirical formulas and the numerical model.     

潮致泥沙全沙净输运解析模式

泥沙运动作为水流和底床相互作用的纽带,是河流、河口及海岸工程研究的重要内容。在潮波作用明显的河口、海岸地区,周期性的动力作用下的泥沙运动具有往复和可逆的特征,因此研究这类水域的泥沙的净输运更具有实际的意义。基于泥沙输运和流速呈指数关系假设,建立潮流环境下的泥沙全沙净输运的解析解公式,并对该公式的计算结果和数值计算以及数学模型的结果进行了检验和验证,结果表明本研究提出的公式能较好地反应潮流环境下的泥沙净输运。由此,基于本公式采用潮流分潮调和常数可计算得到全沙净输运,并可以分析各分潮流及其相互作用与泥沙净输运的关系。研究结果显示,在受径流影响较大的半日潮河口,S2、MS4、M2三潮相互作用对全沙净输运的贡献显著高于通常的潮流不对称作用,即M2、M4的相互作用。此外,河口区域径流导致的余流对泥沙净输运的贡献不可忽略,特别是在洪季,大径流量条件下往往导致余流较大,其对泥沙净输运的贡献所占比例较大。     

季节性波浪动力作用下南湾弧形岸滩泥沙横向输运特征

响应季节性波候作用的泥沙输运特征是研究弧形海滩地貌变化及港工建筑的重要内容。基于南湾弧形海滩实际测量的冬、夏各11条剖面高程变化资料,将其划分为低潮间带、低中潮带、中潮带、高潮间带、低冲流带、中冲流带及其海滩后滨等7带,在此基础上利用经验正交函数(EOF)方法对各个带的体积变化进行分析,结果表明:1)南湾弧形海滩的泥沙以单向输运为主,并具有季节性变化特征,其中冬季泥沙在东南浪作用下,自陆向海输运,夏季泥沙在西南浪作用下自海向陆输运;2)南湾弧形海滩的泥沙分别在高潮带与中潮带、低冲流带与中冲流带之间存在频繁的双向输运;3)南湾弧形海滩不同岸段泥沙的横向输运因岬角的遮蔽能力、地形以及波浪作用的方向而有所差异。     

烟台套子湾海滩泥沙运动方向研究

采用筛析法分析了套子湾中滩面上66个表层样品的粒度。结果表明:套子湾海滩沉积物为中、细砂,为典型海滩砂。标准偏差较小,分选较好至好;频率曲线呈近正态分布,稍呈负偏;峰度中等至较窄。平均粒径和标准偏差由夹河口向东西两侧海滩变小,由于突堤的阻挡,海滩沿岸沉积物在突堤东侧产生堆积,西侧侵蚀。粒度特征和海滩地貌变化显示:套子湾海滩沉积物是由夹河口向东西两侧发生沿岸运移。为烟台开发区海水浴场的海滩养护以及芝罘岛连岛沙坝海岸的合理利用提供科学依据。     

崇明东北潮滩泥沙输运过程的研究

潮滩泥沙的输运过程是河口近岸泥沙输运的重要组成部分,也是诊断潮滩侵蚀-淤积的重要动力指标,特别是在地貌演变过程显著的区域更具指示意义.本研究选择长江口崇明岛东北部潮滩,在2018年3月30日-4月10日进行三脚架多参数观测,获取了高分辨率的流速、含沙量等剖面数据,运用机制分解法分析了连续21个潮周期的泥沙输运过程.结果...     

厦门胡里山西侧海滩沉积物粒度特征分析

研究区海滩沉积物的粒度分析结果显示，（１）该区海滩中潮位线一带浅表层物质主要由粗砂至细砾级的颗粒组成，平均粒径为－０．１φ。粒度组成上有２－３个次组分，各组分的众数位分别平均为－１．２、０．４和２．５φ。（２）概率值累积曲线的各段呈“陡－缓－陡”的排布模式，与Ｖｉｓｈｅｒ的海滩沉积物的典型模式不同。