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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。 相似文献
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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。 相似文献
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山东半岛南北岸砂质海滩剖面时空变化过程分析 总被引：1，自引：0，他引：1
以山东半岛南北岸(烟台和日照)两个砂质海岸实测地形剖面为研究对象,应用经验正交函数(EOF)提取海滩2012年11月至2015年11月夏、冬两季剖面监测数据中的前4个模态的空间特征函数和时间特征函数,分析烟台和日照两个岸段砂质海滩剖面的时空演变特征,并对这两段海岸的地貌和沉积特征差异进行对比,探讨了山东半岛南北岸段砂质海岸动力环境的差异及影响因素。结果表明,第一特征函数是海滩剖面变化的最主要模式,两个岸段剖面的第一特征函数都以低潮线剖面的最大波动为主要特征,与波浪、潮汐共同影响有关;第二特征函数则是以高潮带至上冲流作用上限之间的剖面波动为主要特征,主要受风浪季节性周期变化控制;第三、四特征函数推测与偶然因素有关。 相似文献
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《海洋地质与第四纪地质》2021,41(4)
揭示中、强潮砂质海滩在波浪和潮汐作用下的剖面冲淤变化过程是理解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。以北部湾北海银滩为例,基于GIS-RTK获取区域2014年7月—2018年2月逐月剖面高程实测数据,结合水文资料分析银滩剖面在外在驱动作用下的变化特征及冲淤机制。结果表明:(1)银滩内滨区域处于净侵蚀状态,低潮带及其以浅区破波带以弱淤积为主,冲流带展现持续、恒定净淤积特征。(2)一年中有263天波浪可引起银滩-3.41 m水深以浅的泥沙频繁扰动,由此造成内滨剖面快速变化,波高0.3～0.5 m的波浪引起的泥沙扰动水深控制冲流带、破波带和低潮带的淤积过程。(3)潮位波动导致波浪作用下海床泥沙活动的范围出现差异,由此引起海滩由陆向海出现"强淤积-弱淤积-弱侵蚀"特征。(4)造成区域较大增水的台风可大幅度提高各级别波浪扰动范围,对银滩整体剖面造成侵蚀。 相似文献
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《海洋地质与第四纪地质》2016,(6)
对潍坊人工沙滩二期工程竣工后海滩实测地形剖面进行研究,应用经验正交函数(EOF)提取海滩2013年5月至2015年11月6次剖面监测数据中的前3个模态的空间特征函数和时间特征函数,分析竣工养护后海滩剖面的时空演变特征及海滩的平面变化特征。第一特征函数表示竣工后海滩的总体冲淤变化,受到东西两侧丁坝加长和中间T型坝修建的影响,剖面的侵蚀程度较一期工程明显减小;第二特征函数表示受地形和水动力作用影响,前滨带出现滩肩剖面和沙坝剖面的相互转化;第三特征函数反映风暴潮、人为因素等偶然因素的影响;从平面特征来看,人工沙滩中部、东部较西部侵蚀严重。可见,二期工程建设起到了优化的目的,大大改善了人工沙滩的侵蚀,但仍需要持续有规律的对海滩进行监测,进一步深化对人工养护沙滩建设和维护的认识。 相似文献
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经验正交函 数(EOF)是用来处理原始数据、进行多元统计分析的一种方法。本文将原始距平矩阵分解为空间特征函数和相应的时间特征函数,并用前3个经验正交函数,即表示潮滩总体冲淤变化的第一特征函数,表示季节性冲淤变化的第二特征函数和表示偶然因素扰动引起冲淤变化的第三特征函数的线性组合来反映潮滩的变化,分析浙江瑞安淤泥质潮滩在建立丁坝后的演变规律。初步探讨了动力过程和地貌之间的关系,分析了淤泥质潮滩在丁坝工程影响下的时空变化特征与动力过程的关系;并对第二特征函数对应的动力过程进行详细阐述,结果显示波浪作用是影响浙江瑞安淤泥质潮滩季节性变化的主要因素。 相似文献
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强潮海滩响应威马逊台风作用动力沉积过程研究——以北海银滩为例 总被引：1，自引：0，他引：1
研究台风影响下的海滩沉积过程不仅可加深极端海况下的海滩冲淤变化理解,而且有利于海滩资源的保护与海岸工程保护。以强潮海滩——北海银滩为例,通过采集北部湾海区1409号威马逊超强台风作用前后的沉积物、剖面高程及水文资料,探讨强潮海滩的动力沉积过程。结果表明:1)台风作用前后的海滩沙丘-滩肩-沙坝体系的地貌状态基本不变,其中沉积物组分均为砂,细砂、极细砂和中砂三组分平均含量占所有组分的95%以上;与台风作用前比较,台风后的地貌在维持先前形态的条件下,发生局部侵蚀和后退,沉积物相对变粗且细砂含量增加了10%。2)台风作用后后滨沙丘侵蚀,且沉积物滚动组分增加;冲流带和滩肩前缘沉积物的搬运由双跳跃转为单一的跳跃形式。3)台风作用前后的海滩沉积物主要变化过程可由两个模态表征,其中主要模式反映了台风作用前后的海滩以细砂为主的动力沉积变化特征,该模式受控于区域波浪和潮汐的长期耦合作用,并以波浪为主导因素。台风作用前的次要模式反映潮汐作用控制下的海滩沉积横向振荡特征;台风作用后的次要模式表征了台风影响下的海滩横向沉积物偏粗、冲流带-低潮带振荡及其沉积分异过程。 相似文献
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利用复经验正交函数(CEOF)分析方法对湛江南三岛2009年2月22日至2010年4月21日期间的实测海滩剖面数据进行了分析。结果表明该海滩的季节变化有3个主要模态:第1模态是海滩风暴剖面和涌浪剖面之间的相互转换,其贡献占总方差的71.18%。其原因是海区侵蚀性风暴大浪和建设性涌浪的交替变化。第2模态是平均高、低潮线之间的地形变化,其原因是由于潮汐变化导致入射波浪冲流活动范围变化,占总方差的14.28%。第3模态是侵蚀大浪过后的水下沙坝向岸迁移,并受潮汐影响在滩面上摆动,占总方差的6.80%。最后指出必须重视风暴对华南海滩演变季节性过程的影响。 相似文献
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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... 相似文献
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人工岛作为一种新兴的海岸工程, 它的建设所引起的岸滩冲淤和防护问题日益受到人们的关注。本文以海南万宁市日月湾人工岛为例, 通过4期实测海滩剖面数据和多时相遥感影像, 分析了冬季波浪与人工岛联合作用对日月湾海滩冲淤变化的影响, 并结合海区波况, 探究了海滩冲淤变化机理。研究表明, 日月湾海区冬半年的平均有效波高与波浪周期明显强于夏半年, 且波浪强度整体上呈现逐年上升的趋势, 但在人工岛建设前后变化幅度较小; 人工岛建设对海滩地貌变化有强烈影响, 海滩呈现出岛后淤积而两侧侵蚀的显著特征, 岛影区海滩不断淤积, 岸线向海淤进达200m, 甚至可能与人工岛相连形成连岛沙坝, 人工岛后两侧海滩侵蚀, 岸线向陆一侧蚀退最大距离达50m; 海滩在冬季波浪和人工岛共同影响下, 岸滩自北向南依次表现为稳定、侵蚀、淤积、相对稳定、略有侵蚀或淤积、侵蚀、淤积的冲淤变化特征。 相似文献
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This paper builds on the work of Masselink [Masselink, G., 1993. Simulating the effects of tides on beach morphodynamics. J. Coast. Res. SI 15, 180–197.] on the use of the residence times of shoaling waves, breaking waves and swash/backwash motions across a cross-shore profile to qualitatively understand temporal beach behaviour. We use a data set of in-situ measurements of wave parameters (height and period) and water depth, and time-exposure video images overlooking our single-barred intertidal measurement array at Egmond aan Zee (Netherlands) to derive boundaries between the shoaling zone, the surf zone and the swash zone. We find that the boundaries are functional dependencies of the local relative wave height on the local wave steepness. This contrasts with the use of constant relative wave heights or water levels in earlier work. We use the obtained boundaries and a standard cross-shore wave transformation model coupled to an inner surf zone bore model to show that large (> 5) relative tide ranges (RTR, defined as the ratio tide range–wave height) indicate shoaling wave processes across almost the entire intertidal profile, with surf processes dominating on the beach face. When the RTR is between 2 and 5, surf processes dominate over the intertidal bar and the lower part of the beach face, while swash has the largest residence times on the upper beach face. Such conditions, associated with surf zone bores propagating across the bar around low tide, were observed to cause the intertidal bar to migrate onshore slowly and the upper beach face to steepen. For RTR values less than about 2, surf zone processes dominate across the intertidal bar, while the dominance of swash processes now extends across most of the beach face. The surf zone processes were now observed to lead to offshore bar migration, while the swash eroded the upper beach face. 相似文献
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湄洲岛西南部海滩因1996年建造对台客运码头，引起了海滩剖面的变化，码头前沿淤积而报废。经过5年后，海滩剖面仍未能完全趋于平衡。为了了解码头建设对重塑后海滩的季节变化影响，在2001年3月、7月、10月和12月对码头所在海滩剖面地形进行季节重复测量，并对剖面变化进行比较分析。结果表明，重塑后海滩剖面的季节变化存在区段差异性，码头工程区海滩剖面仍表现为不断淤积，表明5年来工程建设造成海滩重塑后的变化过程还在继续；过渡区海滩剖面较工程区淤积程度减弱，部分剖面表现为侵蚀趋势，但总体逐渐向正常海滩剖面的季节变化方向发展；正常区海滩剖面的季节变化具有一定的规律性，表现为夏季上部侵蚀（后滨和高潮带）下部淤积（低潮带和浅水区），冬季上部淤积下部侵蚀，春、秋两季为中间过渡剖面形态。 相似文献
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不同沉积物养护海滩对台风响应的差异性研究 总被引：2，自引：2，他引：0
本文通过对厦门天泉湾人工卵石滩和会展人工沙滩在1614“莫兰蒂”超强台风影响前后的典型剖面监测，结合水文动力要素的观测和数值模拟，计算了台风影响过程的波浪场、总水位，分析了剖面形态和台风过程的剖面平均变化量。结果表明，强潮海岸人工卵石滩与人工沙滩对台风响应的特征明显不同，人工卵石滩横向上大部分卵石向岸输移堆积，滩面侵蚀，滩肩堆积形成更高的风暴滩肩，坡度明显变陡。而人工沙滩则表现为明显的沉积物离岸输运，上部滩面侵蚀，下部滩面淤积，滩面坡度明显变缓，受台风登陆后的强烈向岸风作用，滩肩顶有所夷平，滩肩高度变化很小。海滩滩肩在台风过程中是否侵蚀与台风登陆和影响过程的总水位(天文潮、风暴增水、波浪爬高)密切相关，两个人工海滩的风暴响应模式均为冲蚀；台风影响过程中，波浪能量相对强、滩面坡度相对陡的人工卵石滩比人工沙滩的剖面平均变化量小，对于台风的响应程度小，在强侵蚀高能海岸采用砾石等粗粒径沉积物进行海滩养护是减缓砂质海滩侵蚀的一种有效手段。 相似文献
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Several levels of increasing complexity of transferring wave information from offshore to nearshore have been studied to quantify their influence on extreme beach erosion estimates. Beach profiles which have been monitored since 1976 were used to estimate extreme beach erosion and compared to predictions. Examination of the wave propagation assumptions revolves around two types of offshore to nearshore transfer: excluding or including wave breaking and bottom friction. A second complication is whether still water level variations (ocean tide plus storm surge) are included.The inclusion of various combinations of wave propagation processes other than shoaling and refraction in the wave transfer function changes on the extreme erosion distribution tail through lowering estimates above one year return period. This brings the predicted tails closer to the observations, but does not capture the upper limit of storm demand implied by the extensive beach profile data set. Including wave breaking has a marked effect on probabilistic estimates of beach erosion. The inclusion of bottom friction is less significant. The inclusion of still water level variability in the wave transfer calculation had minimal impact on results for the case study site, where waves were transferred from offshore to water at 20 m depth. These changes were put into perspective by comparing them to changes resulting from limiting beach erosion by adjusting the statistical distributions of peak wave height and storm duration to have maximum limits. We conclude that the proposed improvements on wave transformation methods are as significant as limiting wave erosion potential and worth including. 相似文献
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对粤西水东弧形海岸长时段重复测量海滩剖面的因子分析说明了各特征岸段剖面的主要地貌状态。频域分析反映了各岸段海滩体积的月周振动峰值和对波能的响应特征。实测海滩剖面波动过程的计算则指示了当前各剖面的蚀积状态。 相似文献
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台风"艾利"对福建沙质海滩影响过程研究 总被引：6，自引：0，他引：6
通过对福建沙质海滩地形地貌现场调查,对比分析0418号台风“艾利”登陆福建前后各沙滩剖面的蚀淤变化,探讨了福建沙滩对台风“艾利”响应规律。研究结果表明,2004年8月底台风“艾利”过境期间,福建沿海砂质海岸显出了较强烈的地貌响应。沙滩剖面地形变化,冲淤相间,以冲蚀为主;后滨沙丘蚀退、滩肩蚀低、岸线向陆迁移是地貌响应的主要特征;沙滩沉积物的总收支趋于亏损。不同海岸类型的沙滩剖面对台风“艾利”的响应特征不同。岬湾型沙滩剖面地貌响应以前滨滩面侵蚀为主要特征。夷直型的长乐江田下沙剖面,对“艾利”台风的主要地貌响应特征为后滨沙丘、高潮带侵蚀,岸线后退超过16m,出现高度近1 m的直立侵蚀陡坎。沙坝-泻湖型沙滩剖面冲淤变化的主要特征是中潮带形成次一级沙坝。各沙滩的地貌风暴效应有自北往南依次减弱的趋势。 相似文献