Study on headland-bay sandy coast stability in South China coasts

Headland-bay beach equilibrium planform has been a crucial problem abroad to long-term sandy beach evolution and stabilization,extensively applied to forecast long-term coastal erosion evolvement and the influences of coastal engineering as well as long-term coastal management and protection.However,little concern focuses on this in China.The parabolic relationship is the most widely used empirical relationship for determining the static equilibrium shape of headland-bay beaches.This paper utilizes the relation to predict and classify 31 headland-bay beaches and concludes that these bays cannot achieve the ultimate static equilibrium planform in South China.The empirical bay equation can morphologically estimate beach stabilization state,but it is just a referential predictable means and is difficult to evaluate headland-bay shoreline movements in years and decades.By using Digital Shoreline Analysis System suggested by USGS,the rates of shoreline recession and accretion of these different headland-bay beaches are quantitatively calculated from 1990 to 2000.The conclusions of this paper include that (a) most of these 31 bays maintain relatively stable and the rates of erosion and accretion are relatively large with the impact of man-made constructions on estuarine within these bays from 1990 to 2000;(b) two bays,Haimen Bay and Hailingshan Bay,originally in the quasi-static equilibrium planform determined by the parabolic bay shape equation,have been unstable by the influence of coastal engineering;and (c) these 31 bays have different recession and accretion characters occurring in some bays and some segments.On the one hand,some bays totally exhibit accretion,but some bays show erosion on the whole.Shanwei Bay,Houmen Bay,Pinghai Bay and Yazhou Bay have the similar planforms,characterized by less accretion on the sheltering segment and bigger accretion on the transitional and tangential segments.On the other hand,different segments of some bays have two dissimilar evolvement characters.Dacheng Bay,Shenquan Bay,Hudong Bay,Wukan Bay,Fengjia Bay,Wuchang Bay,Lingshui Bay and Tufu Bay produce accretion on the tangential segment,erosion on the transitional segment and accretion on the sheltering segment.However,Guang’ao Bay,Haimen Bay,Jinghai Bay,Sanya Bay(a),Dajiao Bay,Hailingshan Bay,Hebei Bay,Fuhu Bay,Shuidong Bay,Wangcun Bay and Bomao Bay generate erosion on the tangential part,accretion on the transitional part and accretion on the sheltering part.It seems to imply some relations between headland-bay beach evolvement and controls on headland-bay beaches,which may possibly to classify headland-bay beach types and should be further studied.     

近岸带三组成波耦合作用的观测与分析

利用近岸带两个测点的波浪同步观测资料，通过二阶谱分析了三组成波的非线性相互作用。对波谱峰频自相互作用的二阶相干系数b^2(fp，fp）及对应的二阶位相值β(fp，fp)、最大二阶谱幅值B最大(f1，f2)和最大二阶相干系数b^2最大(f1，f2)的组成波频率分析结果表明：(1)弱频散作用的过渡水深区存在着明显的非共振三组成波耦合作用；(2)包括谱峰频在内的自相互作用是近岸区波耦合作用的重要形式；(3)随着水深减小，趋近碎波带，非线性耦合作用进一步增强，谱能量以向低频转移为主变为向高、低频两侧转移，波形趋于前倾。     

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。     

波控弧形海湾近岸平衡剖面特征分析

应用Ｄｅａｎ，Ｂｏｄｇｅ和Ｌｅｅ近岸平衡剖面模式，对粤东靖海波控弧形海湾两条近岸剖面作了分析对比。结果显示拟合的Ｄｅａｎ模式与实际剖面偏差明显，由Ｂｏｄｇｅ模式计算的四度，北剖面小于南剖面，此与沿岸滩面坡度变化趋势一致，由ｔｅｅ模式拟合的结果导出的波周期与实测值相近。文中讨论了海岸反射性与剖面凹度、剖面变化截止水深与泥沙运动的关系。     

粤东后江湾冲流带滩面高频振动及动力作用分析

利用涌浪影响下短时段内的冲流带滩面高频高程数据和碎波带波流资料,在奇异谱分析(SSA)的基础上,对比研究了不同形态滩面的冲淤变化趋势、趋势分布形状、冲淤变化周期和冲淤变化强度,以及同一条剖面不同桩点间各因素间的变化关系;用交叉谱方法探索了每分钟滩面高频冲淤变化与碎波带长重力波间的作用关系。分析结果表明,滩角韵律地形引起的冲流分流作用促进了滩脊向滩谷的泥沙转运,冲流带滩面存在明显的长重力波频段的周期性冲淤振动,滩面冲淤振动强度由滩面下部向上部递减,碎波带长重力波对滩面高频冲淤变化起重要作用。     

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。     

基于Copula函数的海岸增水高度与相应风速的遭遇概率分析

简要论述了Copula理论与几种常用的二维Archimedean Copula函数的性质和适用性。以粤东汕头海域妈屿历年最高增水高度与相应风速的遭遇为研究实例,在分别采用3个三参数的概率分布模式:广义极值分布(GEV)、Weibull分布(WBL)和皮尔逊Ⅲ型(P-Ⅲ)分布对两个边缘分布(年最高增水高度与相应风速)拟合优度检验基础上构建了两变量联合概率分布模型。主要结果如下:(1) 年最大增水高度与相应风速的边缘分布分别服从Weibull分布和P-Ⅲ型分布;(2) 拟合优度检验指标表明二者的最优连接函数为Archimedean Copula类的Gumbel-Hougaard Copula;(3) 重现期介于2~200 a之间的边缘分布与同频率的联合分布的重现水平相对差值大约介于6.7%~22.2%之间;(4) 特定风速设计频率条件下,随年最大增水设计频率的减小,二者的遭遇概率也随之迅速减小;反之,特定增水设计频率随风速条件频率的减小,二者的遭遇概率随之明显增大。     

基于Copula函数的波高与周期长期联合分布

基于二元copula函数构建波高与相应波周期的长期联合分布。以粤东汕尾海域最大波高与相应平均周期为研究实例,经分析获得以下结果:(1)经拟合优度检验优选的年最大波高与相应周期的边缘分布分别为皮尔逊三型分布和广义极值分布,二者之间的较优连接函数为Archimedean类的Gumbel-Hougaard copula函数;(2)同频率条件下年最大波高和相应周期联合概率分布的设计要素值高于单变量的设计值,其中波高设计值的差异略大于周期设计值;(3)同现重现期和联合重现期的设计值可作为海岸海洋工程建设中的设计波高和相应周期的上限和下限;(4)条件概率1表明,同频率下的年最大波高和相应周期的遭遇概率很高,其组合概率可作为工程建筑物损毁风险率。     

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。     

基于二次重现期的多变量洪水风险评估

由于洪水是一种具有多个特征属性的随机事件,频率分析成为洪水风险评估的一种有效手段,多变量重现期与设计值的定义与计算则是洪水频率分析中的重点和难点.本文通过构造洪水历时、洪峰与洪量的联合分布,介绍了一种新的多变量重现期定义——二次重现期,并探讨了"或"重现期、"且"重现期和二次重现期对安全与危险域识别的差异性,以及在洪水风险管理与工程设计中的合理性与可靠性.传统的"或"和"且"多变量重现期对安全与危险域的识别存在局限性,利用Kendall函数定义的二次重现期则提供了更加合理的安全与风险域识别,避免了对安全事件与危险事件的错误判定,更有利于指导洪水风险的管理.在给定的二次重现期条件下,依据出现概率最大原则推算的历时、洪峰与洪量设计值组合可以满足工程设计以较低成本承受较大风险的追求,相比于单变量设计值,考虑了洪水多个属性联合特征的多变量设计值提供了更加全面和可靠的参考信息.