《海岸动力学》

海岸动力学第一章概论1、海岸带宽度按从海岸线向内陆扩展10km，向外海延伸到-15~-20m水深计算。

2、海岸的类型：按照岸滩的物质组成可以把海岸分作基岩海岸、沙质海岸、淤泥质海岸和生物海岸等类型。

基岩海岸，特征是：岸线曲折、湾岬相间；岸坡陡峭、滩沙狭窄。

此类海岸水深较大，掩蔽较好，基础牢固，可以选作兴建深水泊位的港址。

沙质海岸：岸线平顺，岸滩较窄，坡度较陡，常伴有沿岸沙坝、潮汐通道和泻湖。

此类海岸常是发展旅游、渔港的良好场所。

淤泥质海岸：此类海岸岸线平直，一般位于大河河口两侧，岸坡坦缓、潮滩发育好、宽而分带，潮流、波浪作用显著，以潮流作用为主；潮滩冲淤变化频繁，潮沟周期性摆动明显。

淤泥质海岸滩涂资源丰富，有利于发展海洋水产养殖、发展海涂圈围成为陆用于发展农业与盐业或畜牧业等其他产业。

生物海岸：包括红树立海岸和珊瑚礁海岸。

海岸的基本概念：海岸是海洋和陆地相互接触和相互作用的地带，包括遭受海浪为主的海水动力作用的广阔范围，即从波浪所能作用到的海底，向陆延至暴风浪所能达到的地带。

外滩：指破波点到低潮线之间的滩地。

离岸区：破波带外侧延伸到大陆架边缘的区域。

淤泥质海岸从陆到海由三部分组成：潮上带，位于平均大潮高潮位以上；潮间带，为平均大潮高潮位到平均大潮低潮位之间的海水活动地带；和潮下带，在平均大潮低潮位向海一侧。

海岸侵蚀：指海水动力的冲击造成海岸线的后退和海滩的下蚀。

引起海岸侵蚀的原因主要有两种：一是由于自然原因：如河流改道或入海泥沙减少、海面上升或地面沉降、海洋动力作用增强等；二是由于为人原因，如拦河坝的建造、滩涂围垦、大量开采海滩沙、珊瑚礁，滥伐红树林，以及不适当的海岸工程设施等。

常见的海岸动力因素主要有：波浪的作用，波浪是引起海岸变化的主要原因；海岸波生流：斜向入射的波浪进入海滨地带后，在破波带引起一股与岸线平行的平均流，即沿岸流。

波浪在传向海岸的过程中会导致海岸水域出现流体质量的汇聚，这包括波浪由离岸水域传入破波带伴随着质量输移流向海岸汇集；方向相对的沿岸流在交汇点产生流体质量汇聚。

简介1.基本概念8.0.8.0。

潮汐动力因素：风，浪和当前海岸线变化，泥沙运动，海滩轮廓变化，海岸线变形，沿海动力学沿海地区：基于海岸线，沿海地区在等压线-10m 或-15m范围内。

海岸线可分为①潮上带②潮间带③潮下带。

海岸线被称为沿沿海海滩和春季潮的平均高潮面相交的海岸线。

潮上带：高于平均高潮的潮间带：介于平均高潮和平均低潮之间；潮下带：低于平均低潮；2.海岸类型：①基岩海岸基岩海岸主要由岩石组成，具有良好的地质条件，是港口建设的好地方。

②沙质海岸的沉积物粒径为0.06mm <d <2mm，海滩剖面较陡，坡度大于1：1000。

波浪对其的影响主要是迁移。

它的主要功能是旅游。

③淤泥质海岸淤泥质海岸由粒径小于0.06mm的淤泥组成。

潮间带较发达，缓坡为1：500〜1：2000。

它主要用于开垦和繁殖。

④生物海岸包括1.红树林海岸和2.珊瑚礁海岸。

1.红树林海岸：红树林被公认为“天然海岸警卫队”。

中国的红树林沿岸主要分布在海南，福建和台湾。

红树林海岸的主要功能是消波，停滞，促进淤积和保护海滩。

2.珊瑚礁海岸：这是一个由珊瑚礁和一个沿海防御哨所组成的海岸。

它可以用于潜水和水下观光。

3.潮汐，波流和海平面的长期因素：风，浪，风暴潮短期因素：台风和海啸的长期因素是周期性的并且是确定的；短期因素是偶然的。

（四）沿海发展现状：①沿海港口建设；②填海；③建造海堤；③沿海资源的开发利用；1.土地资源；2.盐资源；3.渔场；4.油气资源；4.沿海环境保护；五，海岸动力学研究方法；1.理论分析；2）实验室实验；3）现场原型观察；4）数学模拟；第一章：波动理论；第1节：波浪的分类1.根据波浪的干扰力和周期：（1）表面张力波：周期最短，风为干扰力，恢复力为表面张力。

（2）重力波：周期为1〜30s，风为干扰力，恢复力为重力。

长周期波：5分钟〜12小时，由风暴或地震产生。

（4）潮波：天体工作产生的10 h 或24 h周期。

海岸动力学第一章1.海岸带宽度按从海岸线向内陆扩展10km，向外海延伸到-15~-20m水深计算。

2.海岸的类型：基岩海岸，砂质海岸，淤泥质海岸，生物海岸（包括红树林海岸和珊瑚礁海岸）。

3.海岸的组成部分：海滩，滩肩，后滩，前滩，外滩，离岸区，溅浪带，破波带，近岸区，海岸带（图见p5）4.淤泥质海岸由陆到海：潮上带，潮间带，潮下带。

5.海岸地貌特征：海岸地貌是由波浪、潮汐、海流、风和生物等作用，在地壳运动，构造岩性等因素影响下的海岸水底地表形态。

6.海岸地貌的平面形态：沙嘴，连岛沙洲，泻湖，岬角，韵律海岸，沙脊，障壁岛，淤泥海岸地貌7.淤泥海岸地貌：侵蚀地貌：潮水沟，潮汐通道淤积地貌：潮汐三角洲，潮间浅滩，湿地（然后成为海积平原）8.海岸动力因素：波浪的作用，海岸波生流，潮流的作用，径流的作用，海流的作用，风暴潮和海啸，风的作用，海平面上升。

9.本节课的研究方法：1）理论分析方法2）实验室试验方法3）数学模型4）现场调查研究（P25优缺点要会编）第二章10.波浪的分类按波浪形态分类：规则波（涌浪），不规则波（风浪和混合浪）按波浪传播海域的水深分类：深水波，h/L=1/2，有限水深，h/L=1/20，浅水波按波浪运动状态分类：振荡波（立波），推进波（推移波）按波浪破碎与否分冷：破碎波，未破波，破后波根据波浪运动的运动学和动力学处理方法：微幅波（线性波），有限振幅波（非线性波）11.波浪运动的描述方法：微幅波理论，有限振幅波理论，椭圆余弦波理论，流函数波理论（p29）12.波浪运动控制方程：拉普拉斯方程（实质不可压缩流体的连续性方程）定解条件：1）海底表面设为固壁，因此水质点垂直速度应为零。

2）在波面z=-η处应满足动力学边界条件和运动学边界条件3）流场左、右两端的边界条件可根据简单波动在空间和时间上呈周期性来判断13.微幅波的质点运动轨迹：封闭椭圆（水面处b=A，即为波浪的振幅；水底处b=0，说明水质点沿水底只作水平运动）14.弥散方程——计算P3415.波能：E K=1/4ρgA2E P=1/4ρgA2E= E K + E P =1/2ρgA2波能传播速度：c g=cn16.波群：不同周期不同波高的许多波叠加在一起，不规则波波群速度同波能传播速度：c g=cn17.驻波的特点：1）存在腹点和节点2）势能及动能均为行进波的两倍，总能量不变18.斯托克斯波（p45）19.浅水非线性波理论：椭圆余弦波，孤立波习题：2-9,2-10,2-11,2-12,2-14第三章20.波浪的浅水损失：1）摩阻损失2）渗透损失3）泥面波阻力损失21.波浪浅水变形：底摩阻引起波高损失22.波浪折射：1）引起波向线变化2）引起波高变化23.水流对波浪运动的影响：教材P7724.波浪破碎的原因：1）运动学原因（水质点速度大于波峰移动速度，溢破波）2）动力学原因（质点离心力大于重力加速度，溢破波）25.破碎波的类型：崩破波、卷破波、激破波26.极限波陡和破碎指标27.破碎带：外破波区，内破波区，爬坡区习题：3-1,3-2,3-3,3-9第四章28.潮波运动（看PPT）习题：4-1（本章无计算）第五章29.破碎波引起的动量转移（PPT）30.第二~第四节看看（有可能计算）31.第五节，PPT，简答+填空第六章32.粘性泥沙沉降和固结的四个阶段1）絮凝沉降：当含沙量较低时，由于絮凝作用使泥沙颗粒连接成絮团而加速沉降，随沉距和和含沙量等因素的变化而变化。

海岸动力学海岸动力学这门课是海岸方向的基础课程，是港口航道与海岸工程专业的一门重要专业基础课，是学习水运工程规划、港口工程和海岸工程等专业课的先修课程，目标是认识与掌握海岸动力因素（包括波浪、近岸波浪流和海岸带潮波）的基本理论和海岸泥沙运动（包括沙质和淤泥质海岸）的基本规律及其岸滩演变，在港口选址、港口与航道工程的平面布置，港口与航道的回淤分析及海岸工程的环境影响等方面有一定的基础知识，往后无论是做哪个方向的海洋相关学科应该都会涉及到一些，甚至以之为核心，为学习专业课程以及今后从事科学研究打下基础。

海洋动力学（marine dynamics），研究海洋力场及其引起的各种机械运动的学科。

海洋力场包括大气界面层的力场、海洋水体的力场和海底岩层的力场。

在大气界面层中，主要是海-气相互作用所引起的海洋气象和物质迁移；海底岩层的力场，主要是因海底扩张、火山爆发、壳层塌陷或断裂等引起的动力学效应；海洋水体的力场引起的各种运动过程，是海洋动力学中的基本内容。

海洋动力学内容包括动力因素和泥沙运动及岸滩演变两大部分。

前者包括波浪、近岸波生流和潮流运动；后者包括沙质和淤泥质的泥沙起动、输沙率和变形等。

对地貌特征和防护措施也做了简要介绍。

海洋动力学是海洋物理学的一个重要分支，主要研究海水的各种运动规律，地形地貌的变化及产生这些变化的动力因素。

这些研究对防护、港口建筑等都有密切的关系。

建坝等人类活动导致长江入河口泥沙锐减，三角洲前缘对来沙减少有敏感响应根据大通站系列资料，确认长江泥沙自1960s以来在0.01的显著水平上呈减少趋势。

研究发现：泥沙减少的原因是建坝等减沙因素超过植被破坏的增沙因素；目前，被拦在水库中的泥沙累计达8.5亿t/a；2003～2005年，三峡水库拦沙1. 5亿t/a，坝下侵蚀不足以补偿，入河口泥沙减少0.85亿t/a。

系列测深资料和典型潮滩段面连续观测的研究发现，三角洲前缘淤涨速率正在急剧下降，局部已出现蚀退。

海岸动力学复习要点《海岸动力学》--复习要点第四版CQJTU1、海岸类型和海岸主要动力因素:按照岸滩的物质组成，海岸类型有(1)基岩海岸 (2)砂砾质海岸 (3)淤泥质海岸 (4)生物海岸(红树林海岸和珊瑚礁海岸) 主要动力因素有:波浪、潮汐及潮流、近岸流、台风、风暴潮、海啸、异重流;以及河流影响。

2、海岸线和海岸带的概念:海岸线是大潮平均高潮面与陆岸的交线。

海岸带是陆地与海洋相互作用、相互交界的一个地带，包括潮上带，潮间带，潮下带;潮间带指高潮时海岸线与低潮时海岸线之间的带状区域;潮上带是海岸线向陆扩展10km的区域;潮下带向海到-10m,-15m等深线。

1、波浪分类:按波浪形态分类，波浪可分为规则波和不规则波。

不规则波又称随机波。

按波浪传播海域的水深分类，波浪分为深水波、有限水深波和浅水波。

深水波时h/L?0.5浅水波时h/L?0.05(其中h为水深，L为波长),,,,akxtcos()2、谐振波波面表达式:波面表示为，则波长为，则波周期为，波速为Lk,2,T,2,,ck,,，传播方向为x方向。

3、描述规则波浪运动的理论:主要有微幅波理论、有限振幅Stokes波理论、椭圆余弦波理论，孤立波等。

4、势波理论:假定流体无粘无旋并且不可压缩，因而剪切应力为零，无摩阻损失，存在势函数，求解势波的控2制方程简化为;底部边界上，法向速度为零。

流速场和压力场可分开求解.求出速度势函数和流速场,,,,0后，由伯诺里方程求得压力场。

5(界面运动学边界条件:在流体界面上，不应有穿越界面的流动，否则界面就不能存在。

流体界面具有保持性，某一时刻位于界面上的流体质点将始终位于界面上，不能有相对法向位移，即界面上水质点运动法向速度等于界面运动法向速度。

6、线性波理论假定:波动的振幅相对于波长或水深是无限小的。

线性波水质点运动轨迹为一个封闭椭圆，其水平长半轴为a，垂直短半轴为b。

在水面处b,H/2，即为波浪的振幅，在水底处b,,，说明水质点沿水底只作水平运动。

海岸动力学绪论第一章波浪理论第二章波浪的传播变形和破碎第三章近岸波浪流第四章海岸带潮波运动第五章沙质海岸的泥沙运动第六章岸滩演变第七章淤泥质海岸的泥沙运动一、课程性质：1、流体力学的分支学科（海岸流体动力学），以流体力学为力学背景。

2、海岸工程的基础学科，以海岸工程（包括海港工程）为工程应用背景。

3、海洋学的分支。

4、港口航道与海岸工程的专业基础课。

5、理论性与实用性兼有。

海岸带是陆地和海洋的交界地带，沿海岸滩与大潮平均高潮面的交线称为海岸线。

我国海岸线漫长，共长3万余公里(包括大陆海岸线1.8万公里，岛屿海岸线1.4万公里)。

二海岸带特征(研究的区域和对象)海岸线:大潮平均高潮面与陆岸的交线。

海岸带:是陆地与海洋相互作用、相互交界的一个地带(包括潮上带，潮间带，潮下带)。

潮间带:高潮时海岸线与低潮时海岸线之间的带状区域。

潮上带:海岸线向陆扩展10km 。

潮下带:向海到-10m ～-15m等深线。

海岸动力学的研究区域：下界在波浪对海底开始起作用的地方，上界在最高潮位激浪还能作用到的上限。

海岸类型:基岩海岸、砂砾质海岸、淤泥质海岸、红树林海岸和珊瑚礁海岸等五种类型基岩海岸海岸类型:沙质海岸海岸类型:砾石海岸海岸类型:淤泥质海岸海岸类型:红树林海岸海岸类型:珊瑚礁海岸三海岸动力因素:波浪、潮汐及潮流、近岸流、台风、风暴潮、海啸、异重流；以及河流影响.海岸动力学的任务就是要研究上述自然动力因素，主要是波浪、潮汐、潮流对于海岸与海岸建筑物的作用。

海啸潮汐波浪四海岸动力学的研究内容:海岸动力因素(主要是波浪、潮波)的基本理论海岸动力因素与岸滩、海岸建筑物相互作用的规律。

岸滩(海岸)演变问题以泥沙运动为中介地质学海岸地貌学海岸动力学海岸动力因素泥沙运动岸滩演变与动力相适应的平衡岸滩海岸建筑物改变岸滩边界条件第1,2,3,4,章第5章第6章课程内容结构体系海岸动力学对于利用与开发海岸带、保护海岸的事业是必不可少的，特别是对于海港的建设尤为重要。