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。

海岸动力学复习资料.docx1.微幅波波能流:波浪在传播过程中存在能量传递，通过单宽波峰线长度的平均的能量传递率称为波能流。

2.驻波:当两个波波向相反，波高周期相等的行进波相遇时，形成驻波。

3.海岸:海岸是海洋和陆地相互接触相互作用的地带，包括遭受波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，向陆沿至波风浪所能到达的地带。

4.海岸侵蚀:指海水动力作用的冲击造成海岸线的海岸线的后退和海滩的下蚀。

5.海岸波生流:波浪传至近岸地区发生变形，不仅其尺度改变了，同时还形成一定水体——近岸波生流。

6.微幅波理论:为了把水波问题线性化，假设运动是缓慢的，波动的振幅远小于波长或水深。

7.漂流:净水平位移造成一种水平流动，称为漂移或质量输移。

8.波频谱:波能密度相对于组成波频率的分布函数。

9.浅水变形:波浪进入浅水区后，波高会产生变化，这种变化称为浅水变形。

浅水变形系数ks＝Hi／H0＝，波高H在有限水深范围内随水深减小而略有减小，进入浅水区后，则随水深增大而迅速增大。

10.波浪折射:随着水深变浅，如果波向与海底等深线斜交，波向将发生变化，即产生折射。

①折射波向线变化，斯奈尔定律:sinα／c＝sinα0／c0②折射引起波高变化，波浪折射系数kr＝根号(conαo／conαi)11.波浪绕射:波浪在传播过程中遇到障碍物如防波堤，岛屿或大型墩柱时，除可能在障碍物前产生波浪反射外，还将绕过障碍物继续传播，并在掩避区内发生波浪扩散，这是由于掩避区内波能横向传播所引起的。

绕射系数kd12.波浪破碎的原因:1.运动学原因:波峰处流体质点水平速度大于波峰移动速度;2.动力学原因:波峰处质点离心力大于重力加速度。

13.极限波陡:深水波浪的最大波高受波形能保持稳定的最大波陡所限制，达到极限波陡时，波浪就行将破碎。

14.破波角:破碎点处的波向线与岸线的外法线间的夹角称为破碎角。

15.破波带:波浪破碎点至岸边这一地带称为破波带。

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。

第一章1. ▲按波浪形态可分为规则波和不规则波。

2. 按波浪破碎与否波浪可分为：破碎波，未破碎波和破后波3. ★根据波浪传播海域的水深分类：①h/L=0.5深水波与有限水深波界限②h/L=0.05有限水深波和浅水波的界限，0.5>h/L>0.05为有限水深；h/L < 0.05为浅水波。

4. 波浪运动描述方法：欧拉法和拉格朗日法: 描述理论：微幅波理论和斯托克斯理论5. 微幅波理论的假设：①假设运动是缓慢的u远小于0, w远小于0②波动的振幅a远小于波长L 或水深h,即H或a远小于L和h。

6. (1)基本参数：①空间尺度参数：波高H:波谷底至波峰顶的垂直距离；振幅a:波浪中心至波峰顶的垂直距离；波面n =n(x,波面至静水面的垂直位移；波长L:两个相邻波峰顶之间的水平距离；水深h:静水面至海底的垂直距离②时间尺度参数:波周期T：波浪推进一个波长所需的时间；波频率f :单位时间波动次数f=1/T:波速c：波浪传播速度c=L/T(2)复合参数:①波动角(圆濒率？=2 n /②波数k=2 n③波陡S =H/④相对水深h/L或kh7. (1)势波运动的控制方程(拉普拉斯方程)⑵伯努利方程8. 定解条件(边界条件):①在海底表面水质点垂直速度为零,面z=n处，应满足两个边界条件：动力边界条件：自由水面水压力为0;运动边界条件：波面的上升速度与水质点上升速度相同。

自由水面运动边界条件：-③波Bt 加诡ii场上、下两端面边界条件：对于简单波动，常认为它在空间和时间上呈周期性。

29. ①自由水面的波面曲线：n =cos(k?t)*H/2②弥散方程：？ =gktanh(kh)③弥散方程推得的几个等价关系式：L= tanh(kh)*gT /(2 n ), c= tanh(kh)*gT/(2 = tan n(kh:)*g/k10. ★弥散(色散)现象：水深给定时，波周期愈长，波长愈长，波速愈大，这样使不同波长的波在传播过程中逐渐分离。

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。

海岸动力学复习提纲初始章 概论1、基本概念{{、潮汐动力因素：风、浪、流岸线变化泥沙运动海滩剖面变化岸线变形海岸动力学→海岸带：以海岸线为准，向陆地10公里，向海到-10m 或-15m 等深线范畴内为海岸带。

海岸带又分为①潮上带②潮间带③潮下带 海岸线：沿海岸滩与平均大潮高潮面交线称为海岸线。

潮上带：平均高潮以上潮间带：平均高潮与平均低潮之间潮下带：平均低潮以下2、海岸类型①基岩海岸基岩海岸主要由岩石组成，地质条件比较好，是建港的良好地点。

②沙质海岸组成的泥沙粒径0.06mm<d<2mm ，海滩剖面陡一点，坡度>1：1000。

波浪对它的作用主要是迁移。

主要功能为旅游业。

③淤泥质海岸淤泥质海岸由淤泥构成，泥沙粒径<0.06mm 。

潮间带比较发育，剖面坡度很缓，坡度1:500~1:2000。

主要用途为围垦和养殖。

④生物海岸生物海岸包括1.红树林海岸和2.珊瑚礁海岸1.红树林海岸：红树林是公认的“天然海岸卫士”。

我国的红树林海岸主要分布在海南，福建，台湾沿海。

红树林海岸的作用主要有消浪、滞流、促淤、保滩。

2.珊瑚礁海岸：是由珊瑚礁组成的海岸，是海防前哨。

可用于潜水及海底观光。

3、海岸动力因素变化长期因素：风、波浪、潮汐、波浪流、海平面短期因素：台风、海啸、风暴潮长期因素具有周期性，相对确定性；短期因素具有偶然性。

4、海岸开发现况①海岸港口建设②围垦，建海堤③海岸资源开发利用1.土地资源2.盐资源3.渔场4.油气资源④海岸环境保护5、海岸动力学研究方法①理论分析②实验室试验研究③现场原型观测研究④数学模拟研究第一章波浪理论第一节波浪的分类1、按波浪所受干扰力和周期分类：（1）表面张力波：周期最短，风是干扰力，恢复力是表面张力。

（2）重力波：周期1~30s，风是干扰力，恢复力是重力。

{风浪→涌浪（3）长周期波：周期5min~12h，由风暴或地震生成。

（4）潮波：周期10h或24h，由天体运功生成。

第一章 概论1-3.海岸环境动力因素（风、波浪和潮流等）对海岸变形的影响是什么？1-4.海洋水平面升高对海岸变形会产生哪些影响？补充：典型沙质海岸和淤泥质海岸的剖面组成。

第二章 波浪理论2-1．建立线性波浪理论时，一般作了哪些假设？2-2.试写出波浪运动基本方程和定解条件，并说明其意义。

2-3微幅波理论的基本方程和定解条件，并说明其意义及求解方法。

2-4 线性波的势函数证明上式也可写为2-5由线性波的势函数[]()cosh ()sin()2cosh k h z Hg kx t kh ϕσσ+=-证明水质点轨迹速度，，并试述相位()kx t σ-=0-2π时自由表面处的质点轨迹速度变化曲线以及相位等于0，π/2，π，3π/2，2π时质点轨迹速度沿水深的分布规律。

2-7 证明微幅波情况下，只有水深无限深时，水质点运动轨迹才是圆。

（或：微幅波的质点运动轨迹在深水和浅水中的特点。

在微幅波理论中，如何区分深水波和浅水波。

）2-8 证明线性波单位水柱体内的平均势能和平均动能为[一个波长范围内，单宽波峰线长度]：2116gH ρ。

2-9在水深为20m 处，波高H =1m ，周期T =5s ，用线性波理论计算深度z =–2m 、–5m 、–10m 处水质点轨迹直径。

2-10在水深为10m 处，波高H =1m ，周期T =6s ，用线性波理论计算深度z=–2m 、–5m 、–10m 处水质点轨迹直径。

2-11在某水深处的海底设置压力式波高仪，测得周期T =5s ，最大压力2max 85250P N m =(包括静水压力，但不包括大气压力)，最小压力2min 76250P N m =，问当地水深、波高是多少?(海水w ρ=10253kg m )2-12 若波浪由深水正向传到岸边，深水波高0H =2m ，T =10s ，问传到1km 长的海岸上的波浪能量（以功率计）有多少？设波浪在传播中不损失能量。

(海水ρ=10253kg m )补充：微幅波波群的概念及其传播特征。