沿岸物质搬运现场观测与模拟的比较

过去 3 0年间 ,研究者提出了许多用于计算波浪和海流条件下沉积搬运的公式和模型。目前研究对象是具预测能力的 6个沉积物迁移搬运的公式 ,它们用于计算沉积物的离岸分布和沿岸沉积速率。这些公式在预测沿岸沉积搬运速率计算上已被世人公认。1　公式简述此次调查的 6个公式见表 1 ,表中列出了公式及公式所应用的系数值、浪和海滩条件。表 1　沉积物沿岸搬运公式公式沉积物沿岸搬运公式系数核实数据D/ mm tanβ实验条件Bijkerqb,B=Ad50 VC gexp - 0 .2 7(s- 1) d50 ρgμτb,wcqs,B=1.83qb,B I1ln 33hr +I2A=1～ 5(非破波—破波 )0 .2 3…     

中国近岸海区沿岸流和海岸流对沉积物的搬运

中国近岸海区存在两种海流:沿岸流和海岸流。前者是波浪产生的,主要搬运破波带以内的沉积物。后者是中国边缘海环流系统的一部分,位于破波带外,主要搬运粉砂和黏土细粒沉积物。在一些中文文献中两者都称作"沿岸流"。这容易形成概念上的混乱和分析问题上的错误。为了避免混淆,属于边缘海环流系统一部分的"沿岸流"应该称作海岸流,对于具体的"沿岸流"如"渤莱沿岸流"可以直接称呼为渤莱海流。两种海流的方向可以相同、相反或者呈一定角度。山东北部海岸沉积物的空间分布明显地受波浪、近岸环流系统(沿岸流、裂流)及海岸流控制。     

南渡江三角洲海岸泥沙纵向运移与岸滩演变的响应

南渡三角洲沿岸在盛行ＮＮＥ向波浪等动力条件的作用下,泥沙产生纵向运移,岸滩遭受侵蚀或堆积,岸滩演变剧烈。本文利用基于网格的波注折射绕射模型,分析南渡江三角洲海岸波浪动力过程、破波带波能与辐射应力分布及其引起的沿岸泥沙纵向运称。浴海岸动力学地貌的角度,通过三角洲沿岸波浪动力特征、泥沙运动的分析,探讨沙质岸滩的动态与地貌演变。     

海陆相互作用下粤东岬湾海岸剖面的侵蚀演变

粤东海域海洋动力作用较强,平均波高0.9—1.3m,最大碎波水深5.9—10.0m,海流流速10—60cm.s-1。粤东岬湾海岸剖面中段处于侵蚀演变态势。文章基于海陆相互作用下的界面理论,阐述了在大浪或强浪情况下,碎波带波浪水动力强度最大值和底剪应力的分布及其对海底沉积物搬运和造成地形侵蚀的机理;另外,在海流作用下,海洋水团底层流速所形成的底剪应力亦可引起海底基岩侵蚀和沉积物的搬运堆积,改变地貌形态。文章最后得出岬湾海岸剖面变化的2种基本模式,即基岩海岸岬角剖面形态发育模式和湾内沉积性海岸剖面形态发育模式。前者剖面上部为陡壁,下部呈缓凹型;后者剖面为凹型,滨线有一定进退演变。     

重矿物研究在三山岛港泥沙动态调查中的应用

三山岛近岸沉积物来源于河流搬运、海岸和海底侵蚀以及自生沉积。河流搬运主要来自原河、诸流河和王河的变质岩、花岗岩的混合物，侵蚀物则为三山岛、海北咀、石虎咀等岬角以及莱州浅滩南段沉积物的重新改造，自生沉积形成的矿物甚微。重矿物分布格局主要受物源和波浪分选因素控制，并与沉积物类型、水深、海底坡度和局部地形变化有关。     

大连湾海域沉积动力环境与物质输运

对大连湾内部及外侧海域采集的46个表层沉积物进行了粒度分析,研究了大连湾现代沉积动力环境、沉积物运移、搬运方式及营力的空间差异,探讨了大连湾内外沉积物运移交换及其影响机制。大连湾内物质来源较少,湾外基岩海岸的侵蚀碎屑、外海潮流携带悬浮沙是本区沉积物的主要来源。岬角沿岸、三山岛周边海域长期波浪辐聚,形成高能扰动环境;三山岛外侧水道为强潮流冲刷环境,涨、落潮流流速上的差异导致双跃移组分;大连湾内潮流波浪较弱,沉积物以悬移组分为主。湾口近岸以波浪破碎形成的沿岸流为主要搬运营力,沉积物自老窝咀、棒棰岛沿岸向大连湾内输运;湾口的中北部物质的交换以潮流为主要搬运营力,向北运移进入大连湾北部。大连湾虽然内外物质的交换较弱,但却具有对来自北黄海物质的"捕获"作用,对于研究古黄海暖流的形成演化指示了新思路。     

日照石臼港人工岬湾海岸设计及稳定性研究

基于日照万平口海区三期水深地形调查资料、水动力及海底沉积物调查数据,研究了日照石臼港海域人工岬湾海滩建设前后波浪场的变化、沉积物在波浪作用下沿岸输运变化及海岸侵蚀冲淤特征,并模拟验证了人工沙滩建设后的平衡岸线,明确了不同长度防波堤建设后海滩的稳定性及其设计的合理性。结果表明:防波堤建设前研究区入射波浪与岸线有一定夹角,导致波浪作用下沉积物有由南向北输移的趋势;人工岬湾的建设可改变近岸波浪场,继而影响沿岸泥沙输运,对岸滩稳定有重要影响;海岸工程、波浪场及泥沙输运三者相互作用,是人工岬湾海岸稳定性的关键因素。     

地下水对浅滩沉积物搬运及海滩剖面变化影响的模拟分析

1　前言在浅滩区 ,沉积物搬运过程对海滩地貌及海岸线变迁有相当重要的意义。其最终的结果是 ,沉积物的净搬运方向决定了海滩现在所处的状态 ,侵蚀状态、淤积状态还是处于平衡状态(Hughes等 ,1 997)。潮间浅滩波浪的往复运动 (即向岸运动和离岸运动 )为沉积物的横向搬运提供了动力。波浪向岸运动时 ,沉积物也向海岸移动 ;反之 ,波浪离岸运动时 ,沉积物也离岸移动。在整个过程中 ,水动力条件相当复杂 ,如作用在海底面上的破碎波或非破碎波的形变 (Guza和Thorn ton,1 982 ;Kobayashi等 ,1 987)。同时 ,波浪运动也与海滩地下水相互作用。在波…     

粉沙质海岸航道骤淤期悬移质挟沙力研究

悬移质挟沙力是粉沙质海岸航道骤淤预测的关键性参数,目前缺乏有效的研究成果。通过大尺度波浪水槽对缓坡下的粉沙质海岸骤淤期破波掀沙机理进行试验观测和研究,根据能量平衡原理,建立粉沙质海岸在崩破波作用下悬浮泥沙运动的能量平衡方程式。能量平衡方程式的要点在于波浪所提供的有效能量损耗中,除了传统的底摩擦损耗和悬浮泥沙所消耗的能量外,还应增加崩破波引起的能量损耗。在此基础上提出粉沙质海岸骤淤期悬移质挟沙力公式,并得到试验资料的初步验证。     

预测护岸海滩的波浪增水、沿岸流及沉积物搬运的分析模型

假定条件为浅水 ,波倾角小 ,并具有崩顶破浪现象。在破浪带由于反射波的能量增强而使入射波发生分散 ,使反射波能能够保存 ,在护岸前面形成部分持续波 ,引起辐射应力和底部应力的调制 ,从而导致波浪增水、沿岸流及沿岸沉积物的搬运。在较宽的破浪带形成的大量持续波会导致海滩坡度变缓 ,使调制的影响增强。总的水深坡度 (包括波浪增水 ) ,有护岸海滩比没有护岸的海滩要陡 ,沿岸流和沿岸的沉积物搬运受海堤垂岸位置的影响强烈 ,在坡度较陡的海滩上 ,总的沉积物的运移要小于自然海滩 ,而坡度较缓的海滩由部分持续浪造成的调制将非常重要 ,其输…     

任意水深变化水域非线性波数值模拟

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.     

砾石海滩的沉积和形态动力特征

天然砾石海滩的物质主要来源于河流输入，海岸侵蚀，海底侵蚀，沿岸输送，人类活动及冰川搬运等，砾石海滩在地貌上表现出明显的分带性，海滩坡度的大小随物源和动力条件发生变化，砾石的磨蚀速率与岩性及周围沉积物粒度组成有关，人工砾石海滩建设可借鉴天然砾石海滩的形成和演化过程，合理地设计物质组成，砾石形状和大小，以便能更快地使人工海滩达到平衡状态并维持海滩的稳定性。     

强冲刷侵蚀岸段水深地形变化成因分析

海底地形变化是海洋动力变化的直接表征之一,强冲刷侵蚀岸段水深地形变化,主要是由于风暴潮等恶劣天气而形成的波浪扰动起海底表层物质成分,并由海流和风完成了对悬沙的运移所致.风暴潮引起海浪在海岸浅水处破碎,卷破波的水舌向下冲击时,在海底形成很大的旋涡,把泥沙掀动起来,在风流潮和的作用下,致使侵蚀冲刷快速的呈现,造成了水深地形的变化.一般情况下,水深地形变化较大地段由于泥沙的自然盈亏影响较小,人为的因素改变了自然平衡发生变化是重要因素.而冲刷侵蚀岸段的水深地形变化与海洋动力紧密相关,因此,研究分析海洋动力与水深地形变化的成因,对海岸工程及其防护至关重要.     

黄河三角洲潮滩高浓度悬浮沉积物的控制因素

黄河口潮滩以其悬浮沉积物浓度高而闻名。但是,目前对其高浓度悬浮沉积物的控制因素和来源的了解尚不清晰。因此,本文基于黄河口潮滩上为期7天的水动力(水深,波高和水流速度)和悬浮沉积物浓度观测,对黄河口潮滩不同海况下悬浮沉积物的控制因素和来源进行分析。数据显示,在大部分时间里,黄河口潮滩处于1级海况下(波高小于0.1m),SSC的变化范围为0.1-3.5 g/L,潮流的沉积物输运为悬浮沉积物的主要来源。但是,当水动力作用增强并且导致海底发生大规模侵蚀时,再悬浮沉积物成为了悬浮沉积物的主要来源,水体中的悬浮沉积物浓度可达到17.3 g/L。我们发现悬浮泥沙通量主要受平流输运的控制,而波浪引起的切应力也可通过影响悬浮泥沙浓度影响悬浮泥沙通量的变化。在观测期间, 1级海况下,流致再悬浮沉积物浓度(RSC)大于波致RSC。与此相反,在2级海况下,波致RSC大于流致RSC,例如,在观测期间出现的单个波浪事件导致6小时内海床被侵蚀了11.8 cm。该研究揭示了河控河流三角洲潮滩附近高悬浮沉积物浓度的不同控制因素,并有助于我们更好地了解三角洲的沉积和侵蚀机制。     

蓬菜西庄海滩示踪砂试验研究

为了研究蓬菜西庄海岸侵蚀原因，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。     

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。     

东海岛东北部砂质岸滩年度冲淤变化及沉积物运移分析

东海岛是全国第五大岛,其东部长达28km的海滩是"中国第一长滩"。近年来因海平面上升和人类开发,该海滩局部出现较为严重的海岸侵蚀。基于高精度GPS监测结果及表层沉积物粒度测试结果,使用GSTA趋势分析模型,研究了东海岛东北部砂质岸滩的季节性冲淤变化及沉积物运移趋势,探讨了海岸侵蚀机制。结果表明,研究区岸滩沉积物的运移主要受潮流的控制,以沿岸向北运移为主。研究区南部岸滩紧邻低滩灯塔形成的波影区,沉积物供应较少,岸滩以侵蚀为主;研究区北部沿岸流搬运的沉积物能从南侧得到补给,加之向岸运移的沉积物,岸滩多处于淤积状态。     

波生流对海岸污染物输移的影响

通过物理模型实验对海岸波浪作用下污染物运动特性进行了分析,重点分析了质量输移流、沿岸流、沿岸流不稳定运动及破波带内旋涡运动等海岸水动力因素的影响.实验中坡度分别取为1:100和1:40,实验中采用CCD摄像机记录墨水的运动轨迹,同步测量流体质点速度以及波面升高.实验表明,在破碎带外污染物主要受波浪非线性引起的质量输移流的影响;在破碎带内主要受沿岸流的影响,同时还受沿岸流不稳定运动及大尺度旋涡运动的影响.     

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。