近海工程 第二章 海岸及近海动力学问题
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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。
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。
海岸工程、近海工程和深海工程海洋工程分类可分为海岸工程、近海工程和深海工程等3类。
海岸工程古来就很受重视。
主要包括海岸防护工程、围海工程、海港工程、河口治理工程、海上疏浚工程、沿海渔业设施工程、环境保护设施工程等。
近海工程海岸工程、近海工程和深海工程又称离岸工程。
20世纪中叶以来发展很快。
主要是在大陆架较浅水域的海上平台、人工岛等的建设工程,和在大陆架较深水域的建设工程,如浮船式平台、半潜式平台、自升式平台、石油和天然气勘探开采平台、浮式贮油库、浮式炼油厂、浮式飞机场等项建设工程。
深海工程包括无人深潜的潜水器和遥控的海底采矿设施等建设工程。
由于海洋环境变化复杂,海洋工程除考虑海水条件的腐蚀、海洋生物的污着等作用外,还必须能承受台风、海浪、潮汐、海流和冰凌等的强烈作用,在浅海区还要经受得了岸滩演变和泥沙运移等的影响。
编辑本段海洋开发利用的内容主要包括.海岸工程、近海工程和深海工程应用海洋基础科学和有关技术学科开发利用海洋所形成的一门新兴的综合技术科学,也指开发利用海洋的各种建筑物或其他工程设施和技术措施。
海洋开发利用的内容主要包括:海洋资源开发(生物资源、矿产资源、海水资源等),海洋空间利用(沿海滩涂利用、海洋运输、海上机场、海上工厂、海底隧道、海底军事基地等),海洋能利用(潮汐发电、波浪发电、温差发电等),海岸防护等。
"海洋工程"这一术语是20世纪60年代开始提出的,其内容也是近二、三十年以来随着海洋石油、天然气等矿产的开采,逐步发展充实起来的。
按海洋开发利用的海域,海洋工程可分为海岸工程、近海工程和深海工程,但三者又有所重叠。
海岸工程、近海工程和深海工程海洋工程始于为海岸带开发服务的海岸工程。
地中海沿岸国家在公元前1000年已开始航海和筑港;中国早在公元前306~前200年就在沿海一带建设港口,东汉(公元25~220)时开始在东南沿海兴建海岸防护工程;荷兰在中世纪初期也开始建造海提,并进而围垦海涂,与海争地。
第二章中国的近海
一、海区状况
1.海域:
自北向南依次为:渤海(最小最浅)、黄海、东海、南海(最大最深)。
2. 大陆架:
中国近海大陆架包括渤海、黄海全部,东海大部分、南海一部分。
3.海岸:
杭州湾以北:平原海岸,沙岸或泥岸为主
特点:岸线平直,起伏和缓,潮滩宽广—适宜发展水产养殖、晒盐,土地开发潜力大。
杭州湾以南:山地丘陵海岸,岩岸为主
特点:岸线曲折,多岛屿、半岛,水深,多天然良港——适宜建设港口,发展海洋运输、渔业。
4.岛屿:
我国岛屿主要分布于东海、南海
浙江省是岛屿最多的省
我国三大岛屿:台、海、崇
我国最大群岛:舟山群岛
二、海洋资源
1.海洋矿产资源:
主要分布于沿海大陆架,包括石油、天然气、滨海砂矿。
2.海水化学资源:
主要盐场:河北长芦盐场、海南莺歌海盐场、台湾布袋盐场
长芦盐场形成的有利条件:
沿岸为沙岸,有利于海水引入;
雨季短,春季至初夏升温快,蒸发量大,有利于晒盐。
3.海洋生物资源
四大海鱼:带鱼、大黄鱼、小黄鱼、墨鱼
最大的渔场:舟山渔场
4.海洋动力资源
主要指潮汐能,集中于福建、浙江沿海
舟山渔场形成的有利条件
位于暖流与沿岸冷海流的交汇处;
长江、钱塘江的入海处,带来丰富的饵料;
属于温带海域,鱼类种类丰富。
中国海洋大学本科生课程大纲课程属性:公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能,课程性质:必修、选修一、课程介绍1.课程描述:海岸动力学是海岸工程和海岸带资源综合开发利用的理论基础,对于利用与开发海岸带、保护海岸工程至关重要,更是海港建设的关键。
本课程包括波浪理论、波浪传播和破碎、近岸水流运动特性、海岸波生流、泥沙基本特性、沙质海岸泥沙运动、沙质海岸形态和变形、淤泥质海岸泥沙运动和岸滩演变以及海岸防护等内容。
2.设计思路:本课程内容以海岸动力因素(主要为波浪与流)作为出发点,以该动力因素作用下的泥沙运动基本规律为基础,以海滩上的泥沙运动与冲淤规律作为归结。
在讲授中以“波浪、流→泥沙运动→海滩变形”为主线,内容具体编排如下:(1)第一章概论1)主要内容:海岸动力学的定义、研究内容、研究方法、发展简史及和专业的关系2)教学要求:了解海岸动力学的定义、研究内容、研究方法、发展简史及和专业的关系3)重点、难点:无- 3 -4)其它教学环节(如实验、习题课、讨论课、其它实践活动):无(2)第二章波浪理论1)主要内容:微幅波理论、有限振幅波理论、浅水非线性波理论、各种波浪理论的适用范围和随机波、波浪的统计特征和波谱概念、波浪在深水中弥散与传播2)教学要求:掌握微幅波理论、有限振幅波理论、浅水非线性波理论、各种波浪理论的适用范围和随机波、波浪的统计特征和波谱概念、波浪在深水中弥散与传播3)重点、难点:微幅波理论、有限振幅波理论;有限振幅波理论、浅水非线性波理论4)其它教学环节:实验3学时,内容是驻波形成试验(3)第三章波浪传播和破碎1)主要内容:波浪在浅水中变化、波浪的破碎等。
波浪在水流中的运动特性和底摩阻引起的波能衰减2)教学要求:掌握波浪在浅水中变化、波浪的破碎等。
了解波浪在水流中的运动特性和底摩阻引起的波能衰减3)重点、难点:波浪在浅水中变化、波浪的破碎等;波浪在水流中的运动特性和底摩阻引起的波能衰减4)其它教学环节(如实验、习题课、讨论课、其它实践活动):实验5学时,内容是波浪浅化效应试验(4)第四章近岸水流运动特性1)主要内容:潮波运动简介、速度垂向分布2)教学要求:掌握潮汐原理、了解海流速度垂向分布- 3 -3)重点、难点:潮汐原理;潮汐原理4)其它教学环节(如实验、习题课、讨论课、其它实践活动):无(5)第五章海岸波生流1)主要内容:水波中的辐射应力、波浪的增水与减水、近岸波浪流系、近岸流2)教学要求:掌握水波中的辐射应力、波浪的增水与减水、近岸波浪流系、近岸流3)重点、难点:辐射应力、波浪增减水;近岸波浪流系4)其它教学环节(如实验、习题课、讨论课、其它实践活动):无(6)第六章泥沙基本特性1)主要内容:单颗粒泥沙特性、泥沙的群体特性;粘性泥沙特性;粉砂特性;泥沙运动方式2)教学要求:单颗粒泥沙特性、泥沙的群体特性;粘性泥沙特性;粉砂特性;泥沙运动方式3)重点、难点:单颗粒泥沙特性、泥沙的群体特性;粘性泥沙特性;泥沙运动方式;粉砂特性4)其它教学环节(如实验、习题课、讨论课、其它实践活动):无(7)第七章沙质海岸泥沙运动1)主要内容:波浪作用下的泥沙运动、沙纹与沙纹上的泥沙运动;掌握推移质输沙率、悬移质输沙率、波流共同作用下的输沙率2)教学要求:波浪作用下的泥沙运动、沙纹与沙纹上的泥沙运动;掌握推移质输沙率、悬移质输沙率、波流共同作用下的输沙率3)重点、难点:重点:波浪作用下的泥沙运动、沙纹与沙纹上的泥沙运动;掌握推移质输沙率、- 3 -悬移质输沙率、波流共同作用下的输沙率难点:波浪作用下的泥沙运动、沙纹与沙纹上的泥沙运动;掌握推移质输沙率、悬移质输沙率、波流共同作用下的输沙率4)其它教学环节(如实验、习题课、讨论课、其它实践活动):无(8)第八章沙质海岸形态和变形1)主要内容:了解海滩剖面及泥沙的横向运动、沿岸输沙、岸线形状与变形、海岸变形计算、海岸防护等。
海洋工程中动力学问题的研究海洋是地球上面积最广、体积最大的领域之一,而且其领域内复杂的动力学问题也是各个技术领域中具有挑战性和难度的科学问题。
海洋工程领域中的动力学问题研究是非常重要的,对于深化我们对海洋的认识、探索更多的海洋资源、保护海洋环境和加强海洋防灾减灾具有非常重要的现实意义和战略意义。
一、动力学问题的类型动力学问题涉及到海洋中各种物理量的波动、流动、扰动等现象,例如:海浪、洋流、风浪耦合、海气相互作用等等。
这些现象本身就是非常复杂的,而且还随时间和空间的变化而展现不同的特征,这给工程的应用带来了无处不在的挑战。
因此,在海洋工程中,动力学问题的研究主要包括以下几方面:1. 海浪与洋流的相互作用。
研究海浪与洋流交织在一起时的复杂运动规律、能量传递机制、非线性现象等问题。
2. 水下工程的水动力学特性。
通过研究水下工程中水体的流动规律、涡旋和湍流运动等特性,来探索水下结构物的安全性和稳定性等问题。
3. 风浪耦合问题。
探索海面上的风浪相互作用机理和应用方向,研究海洋的风浪模型,以及海上工程和海岸防护问题中的影响因素。
4. 海洋环境污染问题。
针对海洋环境污染的问题,研究海洋各种污染物在水中的传输流动规律和扩散机理,帮助制定科学、合理的环境保护措施。
二、动力学问题的研究方法海洋工程中动力学问题的研究,主要依赖计算机数值模拟、实验室模拟和现场开展的观测等方式。
具体而言:1. 数值模拟法。
通过海洋数学模型和海洋物理学知识,将复杂的海洋动力学问题转化为可计算的数学模型,采用大规模计算机模拟海洋环境中各种运动和波浪等现象的变化规律。
2. 实验室模拟法。
通过实验室环境中模拟海洋的各种流动、波浪运动等现象,来验证和完善数值模型。
3. 现场观测法。
通过安装各种传感器和观测设备,对实际海洋环境进行观测,获取和分析海洋环境的各种数据,以便进一步了解和掌握海洋环境的动力学问题。
三、动力学问题在海洋工程中的应用海洋工程是把各种技术手段和工程方法,应用到海洋领域中,包括海上、海下和海岸地带的各种工程设计、建设和管理。
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。
“Bilingual Course”海岸动力学 Coastal DynamicsZHENG JinhaiHOHAI UNIVERSITYFeb. 2013Harbour EngineeringWaterway Engineering分流口鱼咀南导堤北导堤 航道疏浚丁坝群Coastal Engineering石城南 工程点 日岛0m 4000m 8000mWave theoryWave transformationNearshore circulationsSediment movementsCoastaline changesWavestructure interactionsPROLOGUE1 Self-introduction 2 Teaching assumptions 3 Textbook & references1. SELF-INTRODUCTIONName: ZHENG JinhaiEducation: Ph.D. 1998Coastal Engineering, Hohai UniversityEmployment: ProfessorCollege of Harbor Coastal and Offshore Engineering Hohai UniversityResearch interest (a):) Numerical modeling of coastal and estuarine hydrodynamics16001400 3 2.51200 21000 1.5 1800 0.5600 0.25 0400 -0.5200200400600800100012001400A phase averaging prediction model for multi-directional random waves considering ambient currentsResearch interest (a):) Numerical modeling of coastal and estuarine hydrodynamicsV (cm/s)50Visser (1991, case 4)ExperimentsComputations 140Computations 2Computations 4Computations 53020100-10012345678x (m)Incorporating surface rollers into a quasi three dimensional neashore current model to explain the spatial lag between wave breaking point and location of maximum wave-induced currentResearch interest (b):) Experimental study on interactions of waves and structuresFloating Mat Breakwater in Daishan Central Fishery HarborR h i t t ()Research interest (c):Numerical Wave Flume)Numerical Wave FlumeDevelopmentofnumericalwaveflumeusingusing improvedsmoothedparticleparticle hydrodynamicsC t t t hiContact teaching group:R 503/506B ildi SKL)Room 503/506, Building SKL,14:30 to 17:30 pm, Every Wednesday.)Email: Email: jhzheng@ jhzheng@aifeng tao@gmail comaifeng.tao@ jszhang@zhangchi@gangwang@)Phone: 83786821837879142. TEACHING ASSUMPTIONS What is it ?Wh i i?Why is it important ?How to learn it ?How to learn it?What ?a t o credit biling al co rseWhat ?2months:from Feb25to Apr18a twoa two--credit bilingual course )2 months:from Feb. 25 to Apr. 18 bili l)bilingual:2languages—Chinese&English2 languages Chinese & English)bilingual teaching:bilingual teaching:3 types3 types ——immersion programmaintenance programtransitional programp gWhat ?a t o credit biling al co rse What ? a twoa two--credit bilingual course)main topics:wave theorywave transformationswave transformationsnearshore circulationssediment movementscoastal processesWhat ?a state pri e a arded co rse What ?h//l hh d/k2007a statea state--prize awarded course /jpkc2007 /jpkc2007/ h i d li/C/I d ht haiandonglixue/Course/Index.htm http://202.119.113.100:4505/ http://20211911282/scr2006 http://202.119.112.82/scr2006Why ?Students who are going to become engineersand scientists in the field of harbor, waterwayand coastal engineering should master thebasic knowledge of coastal hydrodynamics basic knowledge of coastal hydrodynamics,p ywhich will help you to avoid undesirable effectin the plan and design of coastal engineering.)technical abilities technical abilitieslanguagecultural awarenessinnovativeMaster the results of derivations How ?Master the results of derivations& their physical meanings. Regularly, Carefully, Actively, Diligentlytermterm--time performance, 10% Finapal Sc homework, 30%corefi l i ti60%final examination, 60%3. TEXTBOOK & REFERENCES 3TEXTBOOK&REFERENCES Zou Zhili(2009). Coastal Dynamics, 4th eds. Press of People’s Communication. .Press of People’s Communication2 periods for introduction10 periods for wave theory6 periods for wave transformations6i d f t f tip4 periods for nearshore circulations6 periods sediment movements4 periods for coastal processes4i d f lReferences:Yen Kai(2002)“Coastal Engineering”)Yen Kai (2002). “Coastal Engineering”.China Ocean Press.Dalrymple R. A. (2004).y p() Dean R. G. & Dalrymple)Dean R. G. &“Water Wave Mechanics for Engineers andScientists. Prentice--Hall, Inc.. PrenticePrenticeScientists”Prentice-Hall Inc)Horikawa K. (1998). “Nearshore Dynamics Horikawa K(1998)“Nearshore Dynamics and Coastal Process”. University of TokyoPress.References:海岸带环境资源与海岸工程海岸带开发利用简史海岸动力因素海岸泥沙运动与海岸演变波浪对海岸工程建筑物的作用海岸防护工程围海工程海港工程河口治理工程潮汐发电工程海岸带采油工程海岸工程现场测验海岸工程水工模型试验海岸工程数值模拟海岸工程施工References:绪论海岸动力因素海岸泥沙运动与岸滩演变波浪与海工建筑物的相互作用海岸防护工程海港工程河口治理工程海岸工程现场测验海岸工程水工模型试验海岸工程数值模拟References:References:引言海岸水动力学海岸泥沙运动海岸地质学海岸工程规划设计海岸工程结构设计海岸工程术语表ManualEngineer Manual免费版本Engineer ManualEngineer Manual免费版本免费版本/引言引言:: 手册简介、海岸分类、海岸工程史及全书概貌海岸水动力学海岸水动力学:: 波浪力学、气象与波况、近岸海浪推算、破波带水动力学、水位与长波、潮汐通道水动力学、港湾水动力学、cem026.html或水动力分析及设计条件海岸泥沙运动:海岸泥沙性质、沿岸输沙、横向输沙、风输沙、粘性沙冲刷输移及沉积、破波带外泥沙输移海岸地质学:海岸术语与地质环境、海岸地貌分类、海岸动力地貌海岸工程规划设计:规划和设计过程、航道工程、潮汐通道港湾回淤管理、/inet/ususaceace--docs/engdocs/eng--manuals 海岸环境改善工程、联邦政府的减灾工作海岸工程结构设计:海岸结构及其功能、现场特殊设计条件、工程材料与施工管理、设计原理、可行度设计、Chapter 1 INTRODUCTION Introducing characteristic features ofcoast of ChinaIntroducing development of coastal zoneresources in Chinai ChiIntroducing background information Introducing background informationof coastal engineeringIntroducing methods to study coastalhydrodynamicshydrodynamicsCharacteristic Features of1. Characteristic Features of1.1Characteristic Features ofCoast of China()y ypI)Variety of Coast Types and InnumerableIslands(II)Innumerable Rivers Emptying into thepSea and Complicated Coastal Processes (III)Vigorous Dynamic Action along the Coast (IV)Prominent Climatic Influence(I) Coast typesIn its basic sense the coastline represents the What is the coast?In its basic sense, the coastline represents the boundary between marine and terrestrial iThe coast is a dynamic environment in which environments.The coast is a dynamic environment in which land and sea are constantly interacting int t l f tresponse to external factors.“The beach is the battleground of “The real conflict is between mand S ithe shore.”____William Beebe and nature. ”____SoucieAs the beaches become even more intenselyAs the beaches become e en more intenselg p p,utilized because of increasing population,we must establish priorities in the possibleuses of the coast.(I) Coast typesFor the continental part of China, the length of tli i b t18000k d h i l di coastline is about 18000 km, and when including the coastline of 6500 islands, an overall length ofgeomorAccording to geomor--32000km may be counted.According to geomorphological features, thecoast of China may becoast of China may beclassified mainly intoil dsilty coast, sandy coast,rocky coast and coralcoast.Silty coast(淤泥质海岸)is formed chiefly due tothe supply of huge amount of fine sediment bylarge rivers. The material composing such coast large rivers.The material composing such coastis very fine, generally with grain diameter <0.06mm. The beach profile presents a very gentleslope, varying from 1/500 to 1/2000.l i f1/500t1/2000Sandy coast(沙质海岸)is formed most nearthe mouths of rivers carrying coarse sediment; the mouths of rivers carrying coarse sediment;or where wave action is so strong that finesediment is easily carried away and difficultto deposit. The grain diameter of the material to deposit The grain diameter of the material generally ranges from 0.06 to 2.0mm, with beach profile usually > 1/100.(I) Coast typesRocky coast(基岩海岸)presents irregular configuration, with numerous bays, straits and capes. n mero s ba s straits and capesOwing to the presence of great Owing to the presence of greatdepth of water and good shelteringcondition, favorable sites for port construction could be found alongsuch coast.such coast(I) Coast typesCoral coast (珊瑚礁海岸) prevails along the coastline south of the Tropic of Cancer. south of the Tropic of CancerCoral reefs are usually found around islands, such as aroundthe Hainandao, on the east and th H i d th t dsouth coast of Taiwan and atthe archipelagoes of the South China Sea.Chi S(II) Rivers emptying into the sea ()p y gAnnual di t Sediment t ti Tidal range t i th Length Name f sediment load (million t)concentration (kg/m 3)at river mouth (m)(km)of riverYangtze River6300486 0.47 2.66Yellow RiverPearl River 546422101120 83 25.200.23 1.001.26The huge amount of sediment deposited near g pthe mouths of the rivers under the action of waves and currents causes significant changes of the coastline.changes of the coastline.()y(III) Dynamic action Diversified coast types and innumerable Diversified coast types and innumerable,g griver outlets, together with scattering islands around the coast, give rise to complicated bed forms, which in turn affects the dynamic features along the coast of China.W V S NTIDE WAVE SEDIMENT()(IV) Climatic influence ¾China is a country stronglyaffected by monsoons.ff t d bIn China typhoon is of¾In China typhoon is offrequent occurrence duringsummer and autumn,p cu y o g e co sparticularly along the coastof southeastern provinces.¾China is often hit by coldwave.wave.Development of Coastal Zone2. Development of Coastal Zone2Development of Coastal Zone2.Resources in China ()Ⅰ) Coastal Resources of China(Ⅱ) Port Construction along the Coast )Port Construction along the Coast (Ⅲ) Reclamation and Land Use)R l ti d L d U(Ⅳ) Rational Utilization and Development of Coastal Resources(I) Coastal resourcesIn 1980 the State Council decided to conduct a wide Comprehensive Assessment of NationNation--wide Comprehensive Assessment of Coastal Resources along our coastline.reclaimable landreclaimable landsalt fieldstidal power oil resourcestidal powerChapter 1 aquatic breeding<IEA-OES report 2009>Chapter 1(II) Port construction(III) Land reclamation In the past 60 years, about 1.2 million ha of id l fl h b l dtidal flat have been enclosed.NEW STAGE:l i d l¾multi multi--purpose developmentf t lof coastal zone resourcesmore complicated technical ¾more complicated technicalproblems to meet withproblems to meet with(IV) Rational developmentIn the comprehensive utilization anddevelopment of coastal resources, itd l t f t l itis necessary to consider the specificcircumstances of the coastal regionconcerned, making full use of itsconcerned,making full use of itsadvantageous conditions.Meanwhile, special care should be takenof the maintenance of ecologic balanceof the maintenance of ecologic balanceand protection against pollution.ANY IGNORANCE THEREOF WILL BE PUNISHED BY NATURE3. Background Information ofCoastal Engineering Coastal engineering is a branch of civil Coastal engineering is a branch of civilengineering, which was established by the closecooperation between civil engineers andscientists in other fields such as geography scientists in other fields such as geography, oceanography and geology, etc.The term“coastal engineering”was first(I) Historical backgroundThe term coastal engineering was first introduced in Oct. 1950 at the First Conference on Coastal Engineering held at Long Beach, California, U.S.A. The early research was limited in the area of early research was limited in the area of wave prediction, wave transformation in the shallow water zone especially for ilimilitary purpose.(II) Recent trendsCoastal engineering arose from aCoastal engineering arose from astrong interest in harbor constructionand coastal protection measures.In resent years, the subjects involvedin coastal engineering have expandedto the environmental preservation oft th i t l ti fnearshore zones.the coastal and nearshorethe coastal and zones.the coastal and。
(5)波浪折射:波峰线和波向线随水深变化而变化的现象。
(7)破碎波的类型:“崩波”型破碎波,“卷波”型破碎波,“激散波”型破碎波。
1、涌浪是什么及其特点。
答:当风平息后或风浪移动到风区以外时,受惯性力和重力作用,水面持续保持振动,这时的波动属于自由波,这种波浪成为涌浪。
其特点是:海面呈现出较为规则的波峰和波谷,波形也较为圆滑,离风区愈远,波形愈规则。
涌浪在深水传播过程中,由于水体内部的摩擦作用和波面与空气的摩擦等会损失一部分能量,主要能量则是在进行浅水区后受底部摩阻作用以及破碎时紊动作用所消耗掉。
(或:波形相对圆滑;传播方向一致;波要素相同)2、建立简单波理论时所作的假设。
答:(1)流体是均质和不可压缩的,其密度为一常数;(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)波浪运动属于平面运动,即在xz 平面内作二维运动。
3、破波带及分区。
答:波浪破碎点至岸边这一地带成为破波带。
破波带大致可以分为3个区:外破碎区,内破碎区,上爬区。
5、简述紊动扩散作用与重力作用的相互关系对泥沙冲淤关系的影响。
(三个方面)答:紊动扩散作用给泥沙一垂直向上得力,重力作用使泥沙向下运动,所以(1)紊动扩散作用大于重力作用,泥沙冲刷;(2)紊动扩散作用小与重力作用,泥沙淤积;(3)紊动扩散作用等与重力作用,泥沙不淤不冲。
1.风浪的大小取决于风速、风时和风距的大小。
由于风速风向复杂多变,风所引起的海浪在形式上也极为复杂,波形极不规则,传播方向变化不定,不可能用简单的确定性数学公式来描述,所以经常把风浪称为不规则波1、波浪守恒:考虑一列规则波在变水深中传播。
在传播中随着水深变化,波速、波长、波高和波向都将发生变化,但是波周期则始终保持不变。
2、根据微幅波理论, ()s i i k H cn c H H 0002==表明波浪进入浅水区后,波高会产生变化,这种变化称为浅水变形。