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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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通过物理模型实验研究了海岸沙坝剖面和滩肩剖面的形成和演化过程,给出了稳定的沙坝剖面和滩肩剖面的几何特征。实验中考虑了两种初始坡度(1∶20和1∶10)和不同波高的规则波和不规则波,讨论了不同初始坡度海岸上破碎波空间分布特征。结果表明,沙坝产生后存在向岸和离岸两种运动形态,但最终将停留在稳定位置。稳定的沙坝剖面对应不同初始坡度和波浪存在不同的大沙坝和小沙坝分布。沙坝剖面由长时间小波高波浪序列作用后可转化为稳定滩肩剖面,该剖面不依赖于波浪和初始坡度。实验也给出了平衡剖面与理论曲线的对比以及剖面上泥沙粒径的分布。 相似文献
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《热带海洋学报》2017,(1)
红树林广泛分布于我国南方沿海地区,可有效减小波浪对岸滩的破坏,研究其在规则波作用下对岸滩变化的影响具有重要意义。基于波浪水槽实验,采用PVC圆管模拟红树林,选取无黏性沙堆砌而成的1/10~1/20组合坡概化岸滩。实验结果表明,在规则波作用下,红树林的存在对岸滩剖面变化产生了较大影响;并分析了规则波波陡、植物分布密度和排列方式对岸滩剖面变化的影响。基于实验数据,建立了在实验条件下的岸滩冲刷坑尺度、淤积沙坝尺度、最大冲刷深度、最大淤积高度与规则波波陡、红树林的分布密度和排列方式之间的关系式,结果呈幂指数函数关系。揭示了岸滩剖面变化与规则波水动力特性、红树林、泥沙颗粒和岸滩坡度之间的联系。引入植物综合系数,预测给定规则波波陡和波长情况下的岸滩冲淤演变特征值,为海岸生物防护工程的建设提供科学依据。 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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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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砂质海滩剖面形态受到泥沙粒径、海洋动力的影响。自然或人工海滩一般由粒径不同的级配泥沙组成,其海滩剖面形态应与海滩砂的级配有关。本文用不同粒径和级配的砂铺设海滩,进行了不同波浪动力作用下滩形形成的水槽试验,探究海滩剖面与波浪动力、泥沙粒径以及级配之间的关系。结果表明:波高越大越容易形成沙坝型剖面,波高越小越容易形成滩肩型剖面,沙床粒径越细,泥沙横向输移量越大,沙坝宽度越大,沙坝位置更为向海,滩肩更为向岸;波周期越大,滩肩位置越容易淤积;级配沙床中,对沙坝形态起主要影响作用的为粗颗粒泥沙。试验得到的水下沙坝形态参数奎利根比并非已有研究给出的定值,与泥沙组成和波参数有关。 相似文献
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砂质海滩的泥沙具有一定的级配,在波浪作用下,滩面泥沙粒径将发生分选,引起海滩质量变化。在水槽中用不同波高和周期的波浪分别对不同级配的沙滩进行作用,探究滩面在波浪外动力作用下的变化规律。结果表明:全级配沙滩在相同波高波浪作用下形成的沙坝型海滩滩型中,破波点向海的区域表层泥沙分选会随波浪周期增大变差;相同周期(T=1.68s)波浪作用下,全级配沙滩在大波高(H=13.2cm)和小波高(H=6.7cm)的波浪作用下分别形成沙坝型和滩肩型海滩,滩面泥沙分选变好;原始沙滩级配与滩面泥沙变化密切相关,同种波浪动力作用下,中细、粗中沙滩沙坝表层泥沙迎波面粗于背波面,粗细沙滩粗颗粒集中在沙坝和滩顶之间。 相似文献
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基于人工沙坝影响波浪破碎的理论分析,采用极端高水位、设计高水位和0.00m水位下的极限波高作为入射波,对近岸人工沙坝进行了模拟试验,研究波浪动力对人工沙坝剖面的变形及其对岸滩养护的影响。结果表明:坝顶水深和沙坝高度之比h/d决定沙坝的稳定性,h/d较小时,沙坝能接近稳定;沙坝的变形与坝前波浪破碎有关,可用坝顶水深和临界水深之比h/hb判定波浪在沙坝上的破碎;近岸人工沙坝使波浪提前破碎,滩肩拓宽,使泥沙向岸输移大于向海输移,减小岸滩侵蚀区域,增大淤积范围。 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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研究养护海滩对风暴潮的响应过程在人工养滩工程设计与施工中具有重要意义。老龙头养护海滩在竣工半个月后遭遇“803”风暴潮，导致岸滩滩肩最大蚀退 6.5 m，沙坝坝顶最大下蚀 1.2 m。在现场测量的基础上，利用 XBeach 建立风暴潮过程
的老龙头海滩海床演变模型，研究结果表明： （1） XBeach 模拟结果与实际地形变化侵淤趋势一致，风暴潮期间人工沙坝均向岸移动，但模拟结果的侵蚀程度更大，海滩响应更加剧烈； （2） 强浪条件下人工沙坝的透射系数为 0.29~0.42，常浪条件下透射系数为 0.45~0.95，因而人工沙坝在大浪条件下掩护作用更佳； （3） 风暴潮期间人工沙坝附近破波显著，坝顶流速明显增大，最大可达 1.21 m/s，是无人工沙坝情况下的 2.3 倍，而在人工沙坝向岸侧，因波能提前耗散，流速减为 0.28 m/s，是无人工沙坝时的 0.4 倍，且没有产生离岸流。老龙头养护工程整体泥沙损失较少，易于恢复. 相似文献
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The loss of beach sand from berm and dune due to high waves and surge is a universal phenomenon associated with sporadic storm activities. To protect the development in a coastal hazard zone, hard structures or coastal setback have been established in many countries around the world. In this paper, the requirement of a storm beach buffer, being a lesser extent landward comparing with the coastal setback to ensure the safety of infrastructures, is numerically assessed using the SBEACH model for three categories of wave conditions in terms of storm return period, median sand grain size, berm width, and design water level. Two of the key outputs from the numerical calculations, berm retreat and bar formation offshore, are then analysed, as well as beach profile change. After having performed a series of numerical studies on selected large wave tank (LWT) test results with monochromatic waves using SBEACH, we may conclude that: (1) Berm erosion increases and submerged bar develops further offshore as the storm return period increases for beach with a specific sand grain size, or as the sand grain reduces on a beach under the action of identical wave condition; (2) Higher storm waves yield a large bar to form quicker and subsequently cause wave breaking on the bar crest, which can reduce the wave energy and limit the extent of the eroding berm; (3) A larger buffer width is required for a beach comprising small sand grain, in order to effectively absorb storm wave energy; and (4) Empirical relationships can be tentatively proposed to estimate the storm beach buffer width, from the input of wave conditions and sediment grain size. These results would benefit a beach nourishment project for shore protection or design of a recreational beach. 相似文献
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1 .IntroductionTheslopingbreakwateriswidelyusedintheprotectionofcoastalstructures ,withrubblemoundtoebermbuiltatthefootofthewave attackingslope .Thefunctionofarubblemoundtoestructureis ,inadditiontodecreasingthequantityofmainarmorstoneused ,toprovidestaticsupporttothemainarmorlayer,avoidingtherollingdownofmainarmorstonesandprotectingtheapronstonesfromero sion .TheweightoftoebermstonesisdecidedaccordingtotheCodeofBreakwaterDesignandBuildingformulatedbytheMinistryofCommunicationsofChina .When… 相似文献
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LI Yucheng 《中国海洋工程》2000,14(1):59-67
—An experimental study of regular wave and irregular wave breaking is performed on a gentleslope of 1:200.In the experiment,asymmetry of wave profile is analyzed to determine its effect on wavebreaker indices and to explain the difference between Goda and Nelson about the breaker indices of regu-lar waves on very mild slopes.The study shows that the breaker index of irregular waves is under less influ-ence of bottom slope i,relative water depth d/L_0 and the asymmetry of wave profile than that of regularwaves.The breaker index of regular waves from Goda may be used in the case of irregular waves, whilethe coefficient A should be 0.15.The ratio of irregular wavelength to the length calculated by linear wavetheory is 0.74.Analysis is also made on the waveheight damping coefficient of regular waves after break-ing and on the breaking probability of large irregular waves. 相似文献
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厦门岛海滩剖面对9914号台风大浪波动力的快速响应 总被引：17，自引：1，他引：17
根据 9914号台风发生前后对厦门岛滨岸海滩剖面地形的重复测量结果及有关台风要素和潮位的实测资料 ,探讨了台风袭击厦门岛期间海滩的变形特征和侵蚀状态。分析得出 ,海滩地形受台风暴浪冲击普遍发生急剧变化。横向冲淤变形以东岸海滩为最剧烈 :滩肩蚀退可达 2 5m ;滩面呈上冲下淤 ,上段和滩肩的单宽冲蚀量达 30m3 /m ;下段单宽淤积量达 17m3 /m ;剖面类型由滩肩式断面向沙坝式断面转变。这种变形特点是在台风大浪波动力和潮位暴涨的双重作用下造成的。台风期间 ,沿岸输沙能力以北岸最高 ,南岸次之 ,东岸较低 ;且自南岸到东岸 ,随着沿岸输沙量减少 ,横向变形相应有增大的趋势。这是9914号台风以偏东方向袭击厦门的结果。表明不同方向海岸岸滩地形对同一台风大浪波动力作用具有不同响应特征。 相似文献
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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