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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。
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η=η(x,t):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)频率σ=2π/T②波数k=2π/L③波陡δ=H/L④相对水深h/L或kh7.(1)势波运动的控制方程（拉普拉斯方程）：(2)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零，②在波面z=η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。
9.①自由水面的波面曲线：η=cos(kx-σt)*H/2②弥散方程：σ2=gktanh(kh)③弥散方程推得的几个等价关系式：L=tanh(kh)*gT2/(2π),c=tanh(kh)*gT/(2π),c2=tanh(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。
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。
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。
第一章波浪理论1。
1建立简单波浪理论时，一般作了哪些假设？【答】:（1）流体是均质和不可压缩的，密度ρ为一常数；(2）流体是无粘性的理想流体；(3)自由水面的压力均匀且为常数；（4）水流运动是无旋的；（5）海底水平且不透水；（6)作用于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）波浪属于平面运动，即在xz水平面内运动.1。
2试写出波浪运动基本方程和定解条件,并说明其意义。
【答】:波浪运动基本方程是Laplace方程：2222=∂∂+∂∂zxφφ或写作：02=∇φ。
该方程属二元二阶偏微分方程，它有无穷多解。
为了求得定解，需有包括初始条件和边界条件的定解条件：初始条件：因波浪的自由波动是一种有规则的周期性运动，初始条件可不考虑。
边界条件:（1）在海底表面，水质点垂直速度应为0，即=-=h z w或写为在z=—h 处,0=∂∂zφ（2）在波面z=η处，应满足两个边界条件，一是动力边界条件、二是运动边界条件A 、动力边界条件02122=+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂==ηφφφηηg z x tz z由于含有对流惯性项⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂2221z x φφ，所以该边界条件是非线性的。
B 、运动边界条件，在z=η处0=∂∂-∂∂∂∂+∂∂zx x t φφηη。
该边界条件也是非线性的. （3）波场上下两端面边界条件),(),,(z ct x t z x -=φφ其中c 为波速，x —ct 表示波浪沿x 正向推进。
1。
3试写出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.【答】：微幅波理论的基本方程为：02=∇φ定解条件：z=-h 处,0=∂∂zφz=0处，022=∂∂+∂∂z g tφφz=0处，⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=t g φη1),(),,(z ct x t z x -=φφ求解方法：分离变量法1。
4线性波的势函数为()[]()()t kx kh z h k gH σσφ-⋅+⋅=sin cosh cosh 2, 证明上式也可写成()[]()()t kx kh z h k Hc σφ-⋅+⋅=sin sinh cosh 2 【证明】：由弥散方程：()kh gk tanh 2⋅=σ以及波动角频率σ和k 波数定义：T πσ2=，Lk π2= 可得：()kh Lg T tanh 22ππσ⋅=⋅，即()()kh kh L T g cosh sinh ⋅⋅=σ 由波速c 的定义:TLc =故：()()c kh g kh sinh cosh ⋅=⋅σ 将上式代入波势函数：()[]()()t kx kh z h k gH σσφ-⋅+⋅=sin cosh cosh 2 得：()[]()()t kx kh z h k Hc σφ-⋅+⋅=sin sinh cosh 2即证。
第一章 波浪理论1.波浪分类（1）按波浪形态：分为规则波和不规则波（2）按波浪传播海域的水深：h/L ≥1/2 为深水波；1/2>h/L>1/20 为有限水深波；h/L ≤1/2 为浅水波（3）按波浪破碎与否：分为破碎波、未破碎波和破后波2.波浪运动控制方程 （1）描述一般水流运动方法有两种：一种叫欧拉法，亦称局部法，另一种叫拉格朗日法，亦称全面法（2）描述简单波浪运动的理论： 一个是艾利（Airy ）提出的为微幅波理论，另一个是斯托克斯（Stokes ）提出的有限振幅波理论3.参数（1）波高H ：两个相邻波峰顶之间的水平距离（2）振幅a ：波浪中心至波峰顶的垂直距离，H=2A （3）波周期T ： 波浪推进一个波长所需的时间（4）波面升高 ）t , x （ηη= ：波面至静水面的垂直位移（5）函数表达式： ）t -kx （Acos ση=（6）圆频率：T 2πσ= （7）波速c ： 波形传播速度，即同相位点传播速度，又称相速度4.建立简单波理论的假设：流体是均质和不可压缩的，其密度为一常数；流体是无粘性的理想流体；自由水面的压力是均匀的且为常数；水流运动是无旋的；海底水平、不透水；流体上的质量力仅为重力，表面张力和柯氏力忽略不计；波浪属于平面运动，即在xz 平面内作二维运动。
5.速度φ的控制方程（拉普拉斯方程）： 02222=∂∂+∂∂z x φφ 就是势运动的控制方程。
6.拉普拉斯方程的边界条件：（1）海底表面边界条件：海底水平不透水 0z=∂∂φ ，h z -= 处（2）自由水面动力学边界条件： 0])()[(21t 22=+∂∂+∂∂+∂∂==ηφφφηηg zx z z （3）自由水面的运动边界条件：自由水面上个点的运动速度等于位于水面上个水质点的运动速度0zx x t =∂∂-∂∂∂∂+∂∂φφηη ，η=z 处（4）二维推进波，流场上、下两端面边界条件可写为：）z ,ct -x （）t ,z ,x （φφ=7.微幅波理论假设：假设运动是缓慢的，波动的振幅A 远小于波长L 或水深h7.微幅波波面方程：）t -kx （cos 2σηH =弥散方程）kh （gktanh 2=σ 波长：）kh （tanh 2gT L 2π= 波速：）kh （tanh 2gT c π= 深水波长：π2gT L 2o = 深水波速：π2gT c o = 浅水波长：gh T L s = 浅水波速gh c s =8.色散（弥散）现象：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色散现象。
港⼝航道与海岸⼯程-海岸动⼒学：海岸动⼒学习题复习资料知识点总结⼀、填空题1.⼀列简单波浪进⼊浅⽔区后，在传播中随⽔深变化，其波速、波长、波⾼和波向都将发⽣变化，但是其波周期则始终保持不变，波浪这⼀性质为分析它从深⽔传播到浅⽔的变化提供⽅便2.近岸流包括向岸流、沿岸流和离岸流3.海岸可分为沙质海岸和淤泥质海岸4.拜落诺能量输沙型可表⽰为载沙量和流速的乘积5.近岸区泥沙运动按⽅向不同可分为横向运动和沿岸运动6.沿岸输沙率的波能流法把沿岸输沙和波功率沿岸分量联系起来7.以破波点为界，把⽔域分为近岸区和离岸区，近岸去进⼀步可以分为外滩、前滩、和后滩 8.波浪按形态可以分为规则波和不规则波9.描述简单波的理论主要有微幅波理论和斯托克斯波理论 10.⼀直波周期为5s ，其⽔深波长为38.99，波速为7.80⽶/秒 11.波谱)(σS 相当于波能密度相对于组成波频率的分布函数12.在海岬岬⾓处，波向线集中，这种现象称为辐聚，在海湾⾥，波向线分散，称为辐散 13.泥沙连续⽅程dzds s ss εω+中，s s ω为沉降率，dz ds s ε-表⽰紊动扩散引起的向上的泥沙通量，s ε为紊动扩散系数14.沿岸输沙是波浪和波导沿岸流共同作⽤引起的纵向泥沙运动，主要发⽣在破波内，其机理是波浪掀沙和沿岸流输沙15.辐射应⼒可定义为波浪运动引起的剩余动量留 16.⼀般将2L h =作为深⽔波和有限⽔深波的界限，将20L h =作为有限⽔深波和浅⽔波的界限 17.描述不规则波系的⽅法主要有特征波法和谱表⽰法18.⽅向谱是⼀种⼆维谱19.破碎波的类型主要有崩破波、卷破波和激散波20.在破波带外的浅⽔区，波⾼随⽔深减⼩⽽增⼤，因⽽辐射应⼒沿程增⼤，发⽣减⽔现象 21.泥沙活动参数Dg u M s m)(ρρρ-=，它表⽰促使泥沙起动的⼒和重⼒引起的稳定⼒之间的⽐值22.沿岸流量最⼤输沙率在破波线和沿岸流速最⼤值之间 23.沿岸沙坝和滩肩是沙质海岸的重要特性构造 24.卷破波是形成沿岸沙坝的主要原因25.海滩的⼀个重要特性就是它的动态变化特性名词解释：1. 波浪增减⽔：波动⽔⾯时均值与静⽔⾯偏离值2. 海滩平衡剖⾯：在⼀定条件下，海滩上任⼀点的泥沙均没有净位移，剖⾯形状维持不变的海滩形态。
一、填空题1.一列简单波浪进入浅水区后，在传播中随水深变化，其波速、波长、波高和波向都将发生变化，但是其波周期则始终保持不变，波浪这一性质为分析它从深水传播到浅水的变化提供方便2.近岸流包括向岸流、沿岸流和离岸流3.海岸可分为沙质海岸和淤泥质海岸4.拜落诺能量输沙型可表示为载沙量和流速的乘积5.近岸区泥沙运动按方向不同可分为横向运动和沿岸运动6.沿岸输沙率的波能流法把沿岸输沙和波功率沿岸分量联系起来7.以破波点为界，把水域分为近岸区和离岸区，近岸去进一步可以分为外滩、前滩、和后滩 8.波浪按形态可以分为规则波和不规则波9.描述简单波的理论主要有微幅波理论和斯托克斯波理论 10.一直波周期为5s ，其水深波长为38.99，波速为7.80米/秒 11.波谱)(σS 相当于波能密度相对于组成波频率的分布函数12.在海岬岬角处，波向线集中，这种现象称为辐聚，在海湾里，波向线分散，称为辐散 13.泥沙连续方程dzds s ss εω+中，s s ω为沉降率，dz ds s ε-表示紊动扩散引起的向上的泥沙通量，s ε为紊动扩散系数14.沿岸输沙是波浪和波导沿岸流共同作用引起的纵向泥沙运动，主要发生在破波内，其机理是波浪掀沙和沿岸流输沙15.辐射应力可定义为波浪运动引起的剩余动量留 16.一般将2L h =作为深水波和有限水深波的界限，将20L h =作为有限水深波和浅水波的界限 17.描述不规则波系的方法主要有特征波法和谱表示法18.方向谱是一种二维谱19.破碎波的类型主要有崩破波、卷破波和激散波20.在破波带外的浅水区，波高随水深减小而增大，因而辐射应力沿程增大，发生减水现象 21.泥沙活动参数Dg u M s m)(ρρρ-=，它表示促使泥沙起动的力和重力引起的稳定力之间的比值22.沿岸流量最大输沙率在破波线和沿岸流速最大值之间 23.沿岸沙坝和滩肩是沙质海岸的重要特性构造 24.卷破波是形成沿岸沙坝的主要原因25.海滩的一个重要特性就是它的动态变化特性名词解释：1. 波浪增减水：波动水面时均值与静水面偏离值2. 海滩平衡剖面：在一定条件下，海滩上任一点的泥沙均没有净位移，剖面形状维持不变的海滩形态。
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。
