上海海事大学海岸工程学 (1)
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海岸动力学上海海事大学2007106130041. 波浪分类:1按形态分布分规则波和不规则波2按波浪是否破碎分破碎波、未破碎波和破后波3按水深分h/l<0.05为浅水波;0.05≤h/l ≤0.5为有限水深波;h/l>0.5为深水波2. 波浪运动的描述方法:欧拉法、拉格朗日法3. 波理论的简单描述:微幅波理论和斯托克斯波理论(有限水深波理论)4. 波浪描述的参数:(基本参数)空间尺度包括波高H ,振幅a ,波面η,波长L ,水深h ;时间尺度包括波周期T ,波频率f=1/T ,波速c=L/T 。
(复合参数)波动角频率σ=2π/T ,波数k=2π/L ,波陡δ=H/L ,相对水深h/L 或kh5. 波理论假设:1流体是均质和不可压缩的,其密度为常数2流体是无粘性的理想流体3自由水面的压力是均匀的且为常数4水流运动是无旋的5海底水平不透水6流体上的质量力仅为重力,表面张力和柯氏力可忽略不计7波浪属于水平运动,即在xy 平面内做6. 波动方程:拉普拉斯方程 伯努利方程边界条件7. 微服波控制方程: 自由水面波面曲线:η=2H cos(kx-σt);自由表面边界条件:σ2=gktanh(kh)弥散方程 弥散方程:表面波浪运动中角频率σ、波数k ,水深h 之间的相互关系推导:L= π2gT 2tanh(kh);c=π2gT tanh(kh);c 2=kg tanh(kh)——σ=2π/T ;k=2π/L ;c=L/T 8. 迭代法求波长9. 名词解释:弥散(色散)现象:当水深给定是,波的周期越长,波长也越长,这样就使不同波长的波在传播过程中逐渐分散开来。
这种不同波长或周期的波以不同速度进行传播最后导致波的分散现象称为波的弥散(或色散)现象10. 深水波和浅水波:根据双曲函数图像深水波:潜水波:11. 水质点运动方程:12. 轨迹为一个封闭的圆,在水底处b=0,说明水质点沿水滴只作水平运动。
在深水情况下,运动轨迹为一个圆,随着指点距水面的深度增大,轨迹圆的半径以指数形式迅速减小。
绪论一、海岸线、海岸带与海岸1、海岸线:一般系指多年大潮平均高潮位与陆地的交界线。
2、海岸带:海陆两侧具有一定宽度的条形地带称为海岸带。
海洋和陆地相接的地带海岸带的宽度各国规定不尽相同,我国规定:一般岸段,自海岸线向陆地延伸10km左右;向海扩展到10-15m等深线。
海岸带包括潮上带、潮间带和潮下带。
位于平均高潮位之上的区域为潮上带,位于平均高潮位和低潮位之间的区域称为潮间带,位于平均低潮位以下的区域为潮下带。
3、海岸:由后滨、前滨、外滨组成。
后滨(或后滩)常位于高潮位之上,属于潮上带。
前滨又称滩面,位于波浪冲击的上限与低潮海滨线之间的地区,也称潮间带,是受拍岸波浪作用强烈的地区。
外滨又称滨面,属潮下带,从低潮海滨线向外延伸,经过宽度不等的破波区或破波带。
这个区域是破碎的波浪强烈作用下的泥沙运动区域。
二、海岸类型根据海岸的形态、成因、物质组成和发展阶段等特征分为:基岩海岸:一般是陆地山脉或丘陵延伸与海面相交,经过波浪作用形成的海岸。
砂砾质海岸:又称堆积海岸,主要是平原的堆积物被搬运到海岸边,再经波浪或风的改造堆积形成。
淤泥质海岸:主要由江河携带入海的大量细颗粒泥沙,在波浪和潮流的作用下输运沉积形成。
生物海岸:包括红树林海岸和珊瑚礁海岸。
红树林海岸由红树植物与淤泥质潮滩组合而成;珊瑚礁海岸由热带造礁珊瑚虫遗骸聚积而成。
三、海岸线冲淤变化的影响因素可分为长期作用和短期作用;由于海平面上升或地面沉降引起岸线蚀退,以及河流改道使泥沙补给条件剧烈变化而出现海岸变迁属于长期作用。
短期作用则主要是指波浪、沿岸流、风暴潮、河流丰枯变化、风等自然因素以及人类工程活动因素对海岸的影响。
四、海岸带的环境特征(1)灾害性天气频繁(2)大陆与海洋相互作用强烈(3)人类活动影响显著第二章、潮汐一、波浪1.波型:风浪:在风场中风直接作用下形成和传播的波浪。
涌浪:离开风场继续传播的波浪称为涌浪。
混合浪:涌浪在传播进入另一个风场后的波浪。
海岸动力学上海海事大学2007106130041. 波浪分类:1按形态分布分规则波和不规则波2按波浪是否破碎分破碎波、未破碎波和破后波3按水深分h/l<0.05为浅水波;0.05≤h/l ≤0.5为有限水深波;h/l>0.5为深水波2. 波浪运动的描述方法:欧拉法、拉格朗日法3. 波理论的简单描述:微幅波理论和斯托克斯波理论(有限水深波理论)4. 波浪描述的参数:(基本参数)空间尺度包括波高H ,振幅a ,波面η,波长L ,水深h ;时间尺度包括波周期T ,波频率f=1/T ,波速c=L/T 。
(复合参数)波动角频率σ=2π/T ,波数k=2π/L ,波陡δ=H/L ,相对水深h/L 或kh5. 波理论假设:1流体是均质和不可压缩的,其密度为常数2流体是无粘性的理想流体3自由水面的压力是均匀的且为常数4水流运动是无旋的5海底水平不透水6流体上的质量力仅为重力,表面张力和柯氏力可忽略不计7波浪属于水平运动,即在xy 平面内做6. 波动方程:拉普拉斯方程 伯努利方程边界条件7. 微服波控制方程: 自由水面波面曲线:η=2H cos(kx-σt);自由表面边界条件:σ2=gktanh(kh)弥散方程 弥散方程:表面波浪运动中角频率σ、波数k ,水深h 之间的相互关系推导:L= π2gT 2tanh(kh);c=π2gT tanh(kh);c 2=kg tanh(kh)——σ=2π/T ;k=2π/L ;c=L/T 8. 迭代法求波长9. 名词解释:弥散(色散)现象:当水深给定是,波的周期越长,波长也越长,这样就使不同波长的波在传播过程中逐渐分散开来。
这种不同波长或周期的波以不同速度进行传播最后导致波的分散现象称为波的弥散(或色散)现象10. 深水波和浅水波:根据双曲函数图像深水波:潜水波:11. 水质点运动方程:12. 轨迹为一个封闭的圆,在水底处b=0,说明水质点沿水滴只作水平运动。
在深水情况下,运动轨迹为一个圆,随着指点距水面的深度增大,轨迹圆的半径以指数形式迅速减小。
海岸工程学课程设计姓名班级港口航道与海岸工程学号指导老师课程海岸工程课程设计上海海事大学二О一二年为了于印度尼西亚国南部爪哇岛的西南海岸Palabuhan Ratu 湾内拟建电厂位,需在爪哇岛海岸修建防波堤。
本设计就此项工程进行防波堤设计,防波堤设计包括南防波堤和北防波堤。
根据设计的设计基本资料,结合工程情况及工程要求,依据交通部第一航务工程勘察设计院的《防波堤设计与施工规范JTJ298-98》及交通部第一航务工程勘察设计院的《海港水文规范JTJ213-98》对该工程进行设计。
设计的主要内容为防波堤的整体设计包括结构方案必选和防波堤的断面设计,胸墙设计包括胸墙断面尺寸拟定、作用分类及标准值计算和胸墙的抗滑、抗倾稳定性验算等。
根据计算和分析拟定防波堤的堤顶高程为5.0m,防波堤采用1.92m的2层扭工字块体作为护面,下面铺设0.65m碎石垫层。
胸墙的顶高程拟定为5.0m,高度3.6m,宽度2.9m,经验算满足抗滑、抗倾稳定性。
设计中主要的计算过程及成果均于下文中列出。
第一章设计基本资料 (4)一、工程概况 (4)二、自然条件 (4)1.气象 (4)2.水文 (4)3.工程地质 (5)三、设计荷载 (7)第二章防波堤总体设计 (8)一、结构方案比选 (8)1.结构类型及其优缺点 (8)2.防波堤的选择 (8)二、防波堤断面设计 (8)1.设计条件 (8)2.断面尺度的确定 (9)第三章胸墙设计 (16)一、胸墙断面尺寸拟定 (16)二、作用分类及标准值计算 (16)1.持久组合,极端高水位 (17)2.持久组合,设计高水位 (20)3.持久组合,设计低水位 (24)4.短暂组合,设计高水位 (27)5.短暂组合,设计低水位 (31)三、胸墙的抗滑、抗倾稳定性验算 (35)(1)抗滑稳定性验算 (35)(2)沿墙底抗倾稳定性的承载能力极限状态设计表达式 (37)参考文献 (38)第一章设计基本资料一、工程概况1、工程位置拟建电厂位于印度尼西亚国南部爪哇岛的西南海岸Palabuhan Ratu 湾内,面对印度洋。
第一章 绪论一、海岸线、海岸带与海岸1、海岸线:海洋与陆地的交界限称为海岸线。
2、海岸带:海岸线两侧具有一定宽度的条形地带称为海岸带。
海岸带的宽度各国规定不尽一样,我国规定:一般岸段自海岸线向陆地延伸10km 左右;向海扩展到10-15m 等深线。
海岸带组成:潮上带、潮间带和潮下带。
位于高潮位之上的区域为潮上带(38%),位于高潮位和低潮位之间的区域称为潮间带(7%),位于低潮位以下的区域为潮下带(55%)二、海岸类型:基岩海岸、砂砾质海岸、淤泥质海岸、生物海岸1、基岩海岸定义:一般是陆地山脉或丘陵延伸与海面相交,经过波浪作用形成的海岸。
2、砂砾质海岸定义:又称堆积海岸,主要是平原的堆积物被搬运到海岸边,再经波浪或风的改造堆积形成。
3、淤泥质海岸定义:主要由江河携带入海的大量细颗粒泥沙,在波浪和潮流的作用下输运沉积形成。
4 、生物海岸生物海岸包括红树林海岸和珊瑚礁海岸。
红树林海岸由红树植物与淤泥质潮滩组合而成;珊瑚礁海岸由热带造礁珊瑚虫遗骸聚积而成。
我国海岸带的环境特征:1、灾害性天气频繁2、大陆与海洋作用强烈-陆相:泥沙;海相:风浪、海啸3、人类活动影响显著:径流和入海泥沙海岸线冲淤变化的影响因素1.长期因素:海平面上升影响或地面沉降引起岸线蚀退。
2.短期因素:波浪、沿岸流、潮流、人类活动等四、海岸带开发与海岸工程〔1〕海岸防护工程 作用:保护沿海城镇、农田、盐场和岸滩,防止风暴潮的泛滥淹没,抵御波浪、水流的侵袭与淘刷。
分类:海堤〔或海塘〕、护岸、丁坝和保滩工程第二章 海岸动力因素第一节 波浪一、波浪1、波浪要素:波峰(谷)、波长、期、波速(波型传播的速度)、波高(相邻波峰和波谷的垂直距离)、振幅、波陡(波高与波长之比)、波峰线(波峰的连线)、波向线(波浪传播向,垂直于波峰线)。
2、设计波浪:平均波高〔 〕、累积频率波高〔 〕、1/10大波 〔 〕、有效波高〔 〕二、潮汐H %F H 101H 31H一、沿海潮汐的特征1、潮汐定义:海水在天体引潮力的作用下所产生的期性运动。