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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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了解波浪破碎速度场的分布特性对于波浪破碎物理机制的研究极为重要,同时,对比研究不同类型破碎产生的气液混合区的演化特征有利于波浪白冠覆盖率模型的完善。在实验室水槽,生成了深水临界波、单次崩破波和单次卷破波,采用图像测速技术获取了波浪破碎图像、波面下水体和气液混合区速度场。结果表明,崩破波的水平向速度u和垂直向速度v在波峰前和波峰后的分布极为不对称,其水平向最大速度umax并不位于峰顶,而是在主导波峰前0.7ηm ax处;卷破波的umax出现在波峰峰顶前端极小的区域内,且该区域与周围区域的速度梯度极大。崩破波和卷破波生成的气液混合区发展特征也存在差异：崩破波的umax值大、影响区域长、混合区厚度较小、各区域影响时间短;而卷破波的各项特征参数与崩破波形成对比。 相似文献
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基于近年来射阳港区水下地形数据和定点全潮水文观测资料,分析了双导堤建设前后冲淤变化特征,并对其成因进行了初步探讨。研究结果表明,研究区近6年来总体上以淤积为主,净淤积量约为65.23×106m3,年均净淤积速率约为7.9 cm/a;淤积区域主要分布于导堤两侧浅水区,侵蚀区域主要分布于导堤口附近。2008-2013年间研究区冲刷、淤积和相对稳定区域面积分别占15%、55%和30%。堤口东侧的SSW02站实测最大流速为1.54 m/s,北堤北部的SSW01站为1.4 m/s,无论是涨潮还是落潮,堤口均大于导堤北侧;导堤产生了沿堤水流和口门回流,改变了导堤两侧附近海域潮流方向并增大了口门处的沉积动力。研究区泥沙运动方式主要表现为波浪掀沙、潮流输沙;区域海流泥沙的沿程落淤和导堤挡流效应导致导堤两侧出现淤积,导堤产生的回流促使堤口冲刷和堤内泥沙回淤。导堤引起的局部流场变化是海底冲淤格局重新分布的主因。 相似文献
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为了解近年南海明珠项目、葫芦岛、秀英港扩建工程等人工填海工程对海口湾冲淤变化的影响,基于FVCOM海洋数值模型,对研究区人工填海前后潮流场、波浪场及冲淤变化进行了数值模拟。人工填海后,综合各条件下的冲淤情况,海口湾受潮流和波浪共同作用大部分区域处于淤积状态,年淤积量预测值为0.1～1.0 m;白沙角等局部区域处于侵蚀状态,年冲刷量预测值为0.1～0.3 m;受海口湾人工填海工程的影响,秀英港航道的水动力条件减弱,对通航条件改善有利,需加强航道的水深监测和定时的清淤工作;在南海明珠人工岛南侧波影区泥沙堆积会形成向海的舌状的突出体,其两侧海岸形成侵蚀后退带,需人工补沙等措施以保证岸线稳定。 相似文献
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利用近年来水深地形数据和2010年全潮水文观测资料分析了丹东港海域在填海工程建设前后的冲淤变化特征,并阐述了冲淤变化的成因,以对该类型海域海洋工程的选址和海洋环境保护等提供科学依据。研究结果表明,研究区海底在工程建设前除靠近大东作业区的岬角处冲刷较大外,其他海域整体冲淤厚度小于0.2 m/a。工程建设后海底冲淤格局发生重新分布,主要表现在工程南侧普遍冲刷和东侧航道内及西南侧海域的淤积。利用刘家驹公式计算了工程建设前后的航道回淤强度,计算结果表明:工程后A点年均淤积厚度减小了0.09 m,B、C点年均淤积厚度分别增加了0.02、0.19 m。Mike21数值模拟结果显示,工程建设改变了原来的流场,造成研究区冲刷悬浮的泥沙在潮流的作用下重新搬运与沉积,同时波浪场也因工程的影响下蚀海底的能力增强。 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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潮滩是潮汐作用下形成的细颗粒沉积物堆积体，在世界范围内分布广泛，在碳汇和海岸防护中发挥着十分重要的作用。随着河流输沙的减少，河口潮滩冲淤格局发生了变化，直接影响了潮滩功能发挥，亟需开展河口潮滩短周期的冲淤变化过程研究，为评估潮滩功能提供科学依据。根据在福建闽江口琅岐岛潮滩开展的不同季节沉积动力要素（水深、流速、波浪、悬沙浓度）和现场冲淤观测及表层沉积物的粒度分析结果，琅岐岛潮滩表层沉积物在夏季主要以粉砂和黏土组成的细颗粒沉积物为主，冬季则主要以砂和粉砂组成的粗颗粒沉积物为主；潮间带上部的互花米草盐沼总体以持续淤积为主，潮间带中部和下部表现出周期性的冲淤特征，总体以夏季淤积、冬季侵蚀为总特征，并且潮间带中部的冲淤变化幅度较潮间带下部大；冬季潮流流速、波浪作用及悬沙浓度均大于夏季，冬季潮周期内近底部悬沙以净向海输运为主，而夏季则以净向岸输运为主。综上所述，闽江口潮滩冲淤变化主要受动力过程控制，冬季波浪作用导致表层沉积物发生再悬浮，并被较强的潮流净向海输运，导致滩面发生侵蚀；夏季，波浪作用较弱，水体中的悬沙易发生沉降，较弱的潮流将泥沙净向岸输运，导致潮间带发生淤积。 相似文献
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采用模型试验和数值模拟研究了不同水深工况下半潮堤前的反射形态及时均流速场。基于Hilbert变换建立了叠合波的时频分离技术,同时获取了入射波和反射波的波面过程及相位关系,通过试验数据证明其适用于不同反射程度的波浪信号分析。不同水深工况下,半潮堤前形成了部分立波系统,腹点和节点分别以四分之一波长的偶数倍和奇数倍交替增加。半潮堤前底床水质点水平速度包络图与波面包络图相差四分之一周期的相位,水平速度的极大值和极小值分别出现在波面包络图的节点和腹点,意味着节点处易形成冲刷,腹点处易形成淤积。3种工况的周期平均速度场均在迎浪基床上方的堤脚处存在一个小型环流系统,可能引起局部冲刷,此处需加强防护。淹没工况下,半潮堤前的周期平均速度场形成一个大型环流系统,表层水流向堤后,中下层水流向海侧,意味着底床悬起的泥沙很可能向离岸方向流失。 相似文献
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海岸围垦工程实施后,将会改变地形及边界条件,并对工程区的水动力及泥沙冲淤产生影响。针对淤泥质海岸的特点,选取适当的经验参数,在平面二维潮流的基础上应用半经验半理论的泥沙冲淤计算方法,并考虑波浪对沉降机率和水流挟沙能力的影响,建立了淤泥质海岸围垦促淤的计算方法。同时,以舟山市钓梁围垦二期工程作为实例进行分析,利用工程区实测水文泥沙资料,确定当地挟沙能力公式参数,并对区内进行冲淤计算,得到冲淤强度的分布,通过实测资料的对比,取得了满意的结果。其中,考虑波浪效应后的计算结果更符合实测资料,波浪对该围垦工程促淤效果的影响比例在0.76%~17.5%之间,不能忽略。 相似文献
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《Coastal Engineering》2001,44(2):117-139
In this paper, laboratory data for free surface displacements and velocity fields in front of a caisson breakwater covered with wave-dissipating blocks, together with wave pressures acting on the caisson, are presented and discussed. The core of the breakwater is made of a concrete caisson with a vertical front wall. The caisson is protected by a thick layer of tetrapods and is supported by a rubble mound. The breakwater is placed on the 1/25 impermeable slope. Two types of incident waves are used in the experiments: nonbreaking waves and spilling-type breaking waves. In the breaking wave case, the incident wave breaks offshore before it reaches the breakwater. The velocity data are obtained by using both the Laser Doppler Velocimeter (LDV) and the Electromagnetic Current Meter (EMCM). The raw data are analyzed using a numerical-filtering scheme so that turbulent fluctuations are separated from the phase-dependent wave motions. The vertical profiles of the time-averaged (over a wave period) turbulent velocity components at several vertical cross-sections in front of the breakwater are then analyzed. The spatial variations of the time-averaged turbulence velocity suggest that turbulence is generated inside the protective armor layer and transported into the flow region in front of the breakwater. The wave pressures on the vertical face and on the bottom of the caisson are also reported. 相似文献
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直立堤前海床的局部冲刷 总被引：2，自引：0，他引：2
对不规则波作用下直立堤前海床的局部冲刷进行了研究。研究了由于波浪作用导致床面的底沙运动,从而造成提前海床的局部冲刷,即所谓的“相对粒沙”的情况。报导了;(1)堤前海床面为水平、堤下无基床情况下的堤前局部冲刷,以及堤下有明基床时基床尺度对堤前局部冲刷的影响;(2)堤前海床面为斜坡面时堤前的局部冲刷,以及当堤下有明基床时基床尺度对堤前局部冲刷的影响;(3)从波浪作用下床面边界层的理论分析出发,对于在不规则波作用下,离堤面愈远处的冲刷坑深度愈小的事实给出了解释。 相似文献
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1 .IntroductionInrecent years ,especiallyfrom1994 when aninternational conference on breakwater design washeldinJapan,muchresearchonthe dynamic analysis of caisson breakwaters has been done ,and manyimportant progresses have been made .Oumeraci and Korten… 相似文献
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为推广应用新型弧面胸墙沉箱堤，结合模型试验和数值模拟对比分析了深水工况下弧面胸墙沉箱堤和削角胸墙沉箱堤的反射形态。波面和波压的数值结果与试验数据吻合良好，验证了数值方法的有效性。反射系数表明，入射波浪在与弧面胸墙沉箱堤相互作用过程中的能量损耗最小，其反射强于削角胸墙沉箱堤。波面和流速包络图显示，两种堤型均在堤前形成了部分立波系统，腹点和节点以四分之一波长的距离增量交替出现，胸墙和直立部分产生的反射波存在相位差，导致初始腹点的位置向海侧偏移。弧面胸墙沉箱堤前叠合波的相位差影响最小，腹点包络高度最大，节点包络高度最小，反射效应最明显。两种堤型前中下层水流的周期平均速度均较小且对称，表明底床泥沙不会产生趋势性输移，但迎浪基床上方的环流系统可能引起局部冲刷。相对而言，弧面胸墙沉箱堤前的环流强度最弱，更有利于冲刷防护。 相似文献
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E.V. Koutandos 《Ocean Engineering》2011,38(1):34-48
In the present study, wave interaction with a fixed, partially immersed breakwater of box type with a plate attached (impermeable-permeable) at the front part of the structure is investigated numerically and experimentally. The large scale laboratory experiments on the interaction of regular waves with the special breakwater were conducted in the wave flume of Laboratori d’Enginyeria Marνtima (LIM) at Universitat Politecnica de Catalunya (UPC) in Barcelona. Experimental results are compared with numerical results obtained with the use of the Cornell breaking Wave and Structures (COBRAS) wave model. The effects of an impermeable as well as a permeable plate attached to the bottom of the breakwater on its hydrodynamic characteristics (wave transmission, reflection, dissipation, velocity and turbulence kinetic energy) are investigated. Computed velocities and turbulence kinetic energy in the vicinity of the structure indicate the effects of the breakwater with the attached (impermeable/permeable) plate on the flow pattern and the turbulence structure. The attached impermeable plate at the front part of the breakwater enhances significantly the efficiency of the structure in attenuating the incident waves. The permeable plate reduces the efficiency of the structure since wave energy is transmitted through the porous body of the plate. Based on the hydrodynamic characteristics it is inferred that the breakwater with an impermeable plate attached to its bottom is more efficient. The comparison of horizontal and vertical forces acting on the breakwater for all cases examined reveals that plate porosity influences slightly vertical force and severely horizontal force acting on the structure, reducing maximum values in both cases. 相似文献
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谢世楞 《海洋学报(英文版)》1985,4(1):153-164
There are two basic types of scouring pattern of a sand bed in front of a vertical breakwater under the action of standing waves due to the differences of the sand grain sizes and of the wave conditions. The expressions of the scouring profile, the ultimate maximum scouring depth and the development of the scouring for two scouring patterns based on the experimental data are given in the present paper.The scale laws for the sand grain size and for the scouring depth are derived, thus making it possible to apply the results from the model tests to the prototype conditions. The influence of the scouring patterns on the stability of the foundations of vertical breakwaters is discussed through some typical examples in the paper. 相似文献