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由于对海岸景观和生态环境影响较小,渗透潜堤被广泛用于沙滩整治修复和侵蚀防护。在波浪水槽中开展物理模型实验,研究潜堤对沙滩剖面演化的影响。采用浪高仪阵列和激光扫描仪采集了水面高程变化和沙滩剖面高程,分析了波浪传播的相关水动力特征,包括波高沿程分布、透射系数、波浪能谱以及非线性指标(偏度和斜度),不同入射波浪和潜堤设置情况时沙滩剖面的变形特征,统计了沙滩侵蚀关键因子(岸线蚀退距离、单宽侵蚀量等),探讨了沙滩侵蚀与波浪条件、渗透潜堤特征参数之间关系,提出了沙滩侵蚀量与渗透潜堤无量纲特征参数的估算公式。研究表明:在堤顶破碎、大孔隙介质阻力和堤前反射综合作用下,入射至近岸沙滩的波浪能量降低,潜堤具有消浪和沙滩侵蚀防护作用;泥沙整体离岸输运,潜堤向岸侧淤积;对于实验考虑的工况,潜堤位置变化对沙滩防护效果的影响较小,堤顶宽度增加更利于消浪和滩面防护,潜堤对于较强的波浪表现出更好的沙滩防侵蚀效果。 相似文献
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面向日本海的韩国东海港(Donghae)位于朝鲜半岛东部的江原道海岸,该港在原有基础上扩建新港区,为了降低该工程对邻近沙滩稳定性影响,拟建用于进行岸滩防护的突堤与离岸堤群。本文主要研究了工程实施前后沙滩剖面变化以及工程对岸线的影响。试验结果表明,当波浪持续作用达到沙滩剖面基本稳定时,不同角度布置的离岸堤群和突堤所共同构成的防护措施可以对沙滩岸段进行有效防护,根据波浪作用下的泥沙动床试验结果,入射波在传至离岸堤后能量有所衰减,对于削弱波浪侵蚀力的改善效果是非常明显的,结合试验现象和测试结果可见,离岸堤在减少附近海滩的侵蚀和侵蚀海滩上起到了一定的作用。 相似文献
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沙质海岸在自然状态和修建新工程后存在侵蚀风险时,主要采用近岸补沙和建设生态离岸潜堤的方式进行海滩修复。采用1∶100的正态波浪-潮流-泥沙物理模型模拟的方法对三亚新机场建设后天涯海角附近人工补沙方案的防护效果开展研究,分别针对常海况和台风浪作用工况进行了模拟试验。结果表明:人工补沙的维护周期大致每4.5 a一次,个别部位为每9 a一次;受人工补沙的掩护作用,大风浪作用25 h后沙滩断面基本能维持在原高程,需定期对补沙断面进行监测。研究表明,采用人工补沙既不改变岸滩的自然属性,又能有效减小受侵蚀岸段的冲刷和淤积岸段的淤积,且无明显次生影响,可显著缓解人工岛建设引起的岸滩冲淤影响。 相似文献
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海滨城市核心区的沙质海滩是吸引人们旅游度假的一道靓丽风景线,无论是自然沙质海滩还是人工沙质海滩,演变稳定后均形成岬湾弧形岸线形态。兴建防波拦沙堤可以对沙滩起到良好的护沙固沙作用,其不仅可以作为沙滩的硬质边界线存在,将岸线塑造成适合养滩的岬湾地形;且能遮蔽外海风浪,在人工沙滩近岸区域形成波高流速均稳定的水域。基于海口湾畅通三期工程中的人工沙滩建设项目,综合分析了防波堤的堤线布置,设计出合适的断面形式,通过建立沙滩海域波浪泥沙XBeach数值模型,分析了防波拦沙堤建设后对近岸水域的掩护效果,经研究发现东西两侧防波堤拦沙堤的设置能进一步减小堤前波高与流速,形成适合铺填人工沙滩的稳定水域;结合二维水沙运动特征及一维岸线模型预测防波拦沙堤设计对人工沙滩的演变影响,揭示出在本设计方案下防波拦沙堤对海滩的掩护效果较好,海滩在常浪作用下将处于动态平衡的特征。 相似文献
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以北戴河海滩横断面地形为例,采用平面二维水动力学、波浪、泥沙输运模型的数值计算方法,对不同沙坝位置进行了3种水位的极限波高入射数值试验,获取了坝内外波浪透射系数及稳定后的断面地形,并对波浪的消减及岸滩防护效果进行了分析与对比。结果表明:人工沙坝具有较好的消波效能,并能对岸滩起到较好的养护效果,将为类似侵蚀性海滩的生态修复提供科学依据。 相似文献
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近年来风暴潮等海洋灾害日趋频发,沙质海岸侵蚀问题也愈发突出,沙滩稳定防护显得日益重要。为研究风暴浪作用下沙质岸滩稳定机制问题,设计了一系列的水槽试验,对风暴浪作用下沙质岸滩的稳定机制和演变过程进行了录像观察和研究分析。试验中采用图像处理技术,根据水和岸滩床面的像素值差异,对岸滩整体剖面进行实时动态提取;对比和分析了不同入射波高、波周期、水深、岸滩初始坡度以及波高连续变化下沙质岸滩演变过程。试验结果表明,岸滩稳定与岸滩初始坡度和沙坝的发育直接相关,而波参数主要影响岸滩扰动幅度和沙坝以及前滩侵蚀边界的位置变化。当入射波高连续变化时,沙坝迅速响应并向离岸迁移。岸滩变化幅值与入射波能流存在明显正相关关系,波能流越大对岸滩稳定性的危害越大。而水位升高会增强前滩向岸侵蚀风险。此外,在本试验尺度下,前滩以侵蚀为主。当岸滩初始坡度小于稳定坡度且波陡较小时,即Dean参数Ω''较小时,岸滩才发生明显的前滩淤积,这对于试验尺度下岸滩恢复工况研究至关重要。具体来说,当岸滩整体坡度为1:10且前滩坡度达到1:5~1:2.5时,岸滩稳定性最好,岸滩形态最接近最终平衡剖面,岸滩趋于稳定的时间最短。 相似文献
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通过波浪水槽实验,开展不同类型波浪作用下的沙质岸滩演化规律研究工作。本次实验研究不考虑比尺,采用1:10与1:20组成的复合沙质斜坡对岸滩进行概化,选取规则波和椭圆余弦波两种典型波浪作用,对波浪的传播、变形和破碎、上爬、回落过程以及波浪作用前后沙质岸滩床面地形进行了观测,探讨波浪作用下沙质岸滩剖面演化规律。本文实验工况中,规则波作用下,岸滩剖面呈现出沙坝剖面和滩肩剖面,椭圆余弦波作用下的岸滩剖面均呈滩肩形态,发现岸滩剖面形态不仅与波浪作用类型、强度、周期等因素相关,还与波浪破碎的强度等因素有关。通过对实验过程中现象的进行观察和分析,引入了卷破波水舌冲击角的概念。对波浪卷破破碎后形成的水流挟沙运动与岸滩剖面形态的关系进行定性分析,对水舌冲击角与Irribarren参数之间的关系进行定量分析,基于Irribarren参数与岸滩剖面形态的关系初步建立了波浪作用下沙质岸滩剖面形态判别关系式。通过本文实验结果和前人实验结果对趋势线进行拟合,求得其判别系数,判别式能够较好地划分淤积型岸滩、侵蚀型岸滩及过渡型岸滩三种岸滩形态。 相似文献
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海滩形态是近岸过程与海岸工程的一个重要研究内容,为探讨人工沙滩平衡剖面的形成及其形态特征和波浪作用下的滩面泥沙运动,从泥沙与波浪运动的相似规律出发,采用天然沙以正态整体模型进行二维沙质海滩的形态试验.试验证明人工沙质海滩在波浪作用一定时间之后,其剖面基本趋于一种平衡状态,沙源的向岸推移和向海下拉的情况也基本稳定.试验显示混合波的冲刷要大于单纯斜向波,单纯斜向波的冲刷大于单纯正向波,因此人工沙质海滩施工时应考虑到不同来波方向对剖面的影响.对比各个系列的整个人工沙质海滩剖面变化情况,可以看出整个沙滩剖面呈冲刷形态:从岸向海方向,在滩肩平台上形成一定的沙源堆积体;在滩肩缘到斜坡中部侵蚀最大,在斜坡下部侵蚀较小且向海呈逐渐减小趋势. 相似文献
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不同结构形式潜堤上的随机波浪运动 总被引：3，自引：0，他引：3
潜堤在海岸保护和促潍保淤中具有重要的意义。工程效益和经济投入受到潜堤结构形式和高度的影响。基于RANS方程和流体体积（VOF）方法的模型，计算不同潜堤上的波浪运动。潜堤形式包括矩形结构、梯形结构、半圆结构和槽形结构。模拟了不规则波越堤时波浪的破碎特征、破波类型以及波高的变化。通过分析流场和波高分布的变化，得到潜堤上波能散耗的规律，并且得出最优潜堤结构形式。讨论了相对堤顶高度、破碎点位置、相对堤顸宽度、波陡和潜堤结构形式等对波能耗散的影响。 相似文献
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海滩侵蚀已经成为全球性的大问题,不仅引起了学术界广泛关注,也引起了民众的普遍关心。当前防护海滩侵蚀最有效的措施为海滩喂养,即人工补沙。本文采用极端高水位、设计高水位和0.00m水位,进行近岸人工沙坝二维断面试验,研究不同水位下人工沙坝以及岸滩的变化,探究不同水位对人工补沙养滩防护效果的影响。试验结果表明:不同水位条件下,水位低时,人工沙坝顶部在形成的沙槽,随着水位升高,沙槽消失;岸滩受到波浪侵蚀区域向岸移动,侵蚀区域面积在扩大,岸滩的淤积区域也向岸移动。本文对所研究内容利用Flow-3D进行了数值模拟研究,其结果与物理试验吻合,可为近海补沙养滩工程提供理论依据。 相似文献
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基于非静压数值计算模型,本文系统研究了聚焦波作用下透水潜堤的消波特性,通过设置合理的计算工况,详细分析了波高、堤顶水深、谱峰周期、孔隙率以及堤顶宽度5种因素对透水潜堤消波特性的影响。与此同时,本文将透水潜堤的计算结果同不透水潜堤的计算结果进行了对比分析。计算结果表明:透水潜堤对聚焦波的消减作用要强于不透水潜堤,从而说明,透水潜堤能更有效地降低畸形波对海岸基础设施的影响;波高和堤顶水深是影响潜堤消波特性的重要因素,随入射波高增加、堤顶水深减小,透水潜堤对波浪的消减作用逐渐增强。透水潜堤对长周期波浪的消波效果较差。在本文考虑的孔隙率范围内,孔隙率越大,透水潜堤消波效果越好;当孔隙率为0.4,堤顶宽度为0.612 5 m时,透水潜堤可消减54%的入射波能,比不透水潜堤对入射波能的消减增加36.1%。本文研究结果可为进一步认识透水潜堤的消波特性和海岸防护工程设计提供相应的参考。 相似文献
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琼州海峡南岸海岸动力地貌研究 总被引：6，自引：0，他引：6
岬湾相间的琼州海峡南岸在海岸动力条件作用下,岸滩发生侵蚀或堆积,特别是南岸中部的南渡江三角洲沿岸岸滩演变剧烈。该文从海岸动力地貌的角度,对琼州海峡南岸的海岸动力特征、泥沙运动以及岸滩演变进行分析。根据海峡南部三维潮流场数值模拟结果,结合经验公式初步分析潮流引起的泥沙运移速率和方向,得到岸外水域总的泥沙运移趋势为从西向东。根据波浪动力计算分析沿岸泥沙运移,探讨沙质岸滩的地貌演变之间的关系,得出海峡南 相似文献
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南渡江三角洲海岸泥沙纵向运移与岸滩演变的响应 总被引：7，自引：0，他引：7
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。 相似文献