海岸动力学

第一章

1.

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?=2π/T②波数k=2π/L③波陡δ=H/L④相对水深h/L或kh

7.(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-?t)*H/2②弥散方程：?2=gktanh(kh)③弥散方程推得的

2/(2π), c= tanh(kh)*gT/(2π), c2= tanh(kh)*g/k

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。

11.①深水波时：波长L0=gT2/(2π)；波速c0=gT/(2π)②浅水波时：波长L s=T；波速c s=

12.微幅波水质点的轨迹为一个封闭椭圆，但不是一直为椭圆，在深水情况下，水质点运动轨迹为一个圆，随着质点距水面深度增大，轨迹圆的半径以指数函数形式迅速减小。

13.波浪压力p z=-ρgz+ρgHcosh*k(z+h)+/*2cosh(kh)+，等号右边第1项为静水压力部分，其值始终为正值，第二项为动水压力部分。此公式值在波峰时为最大，波谷时为最小。

14.一个波长范围内，单宽波峰线长度的平均总波能：=E/L=ρgH2/8，单位为J/m2

15.通过单宽波峰线长度的平均能量传递率称波能流。

16.作用在垂直于底面的单位水柱体四个侧面上的由于动量交换而产生的应力的时均值，单位是N/m。

17.描述波系大小有两种方法：①对波高、周期等进行统计分析，采用有某种统计特征值的波作为代表波的特征波法；②谱表示法。

18.斯托克斯二阶波波形与微幅波的差别：①微幅波的波形对称，而斯托克斯二阶波在波峰处波面比微幅波抬高，变为尖陡；波谷处，波面比微幅波也抬高了，变得平坦。波峰波谷不再对称于静水面了。随波陡增大，抬高值愈大，峰谷不对称加剧。②微幅波水质点运动轨迹为封闭椭圆，而二阶斯托克斯波水质点运动轨迹不封闭。

19.①三分之一大波也成称有效波②累计特征值和大波特征值转换：H约相当于H

20.S(?)这函数称波频谱，简称频谱。

21.波频谱的示意图：在?=0附近，S(?)很小，随?增大，S(?)先急剧增大，到最大值后迅速减小，最后趋近于零，S(?)最大值相应的频率称谱峰频率?p。理论上S(?)分布于?=0~∞之间，但其显著部分集中于一狭窄的频域内。

22.方向谱：频率在Δ?间隔范围和方向在Δθ间隔范围内各组成波提供的能量的平均值，故函数S(?,θ)相当于波能密度相对于组成波的频率和方向的分布，这是一种二维谱。

第二章

1.波浪从深水到浅水的变化：波浪的浅水变形开始于波浪第一次“触底”时，这时水深约为波长一半，随水深减小，波长和波速逐渐减小，波高逐渐增大，到了波浪破碎区外不远处，波浪的波峰尖起，波谷变坦而宽，深度减小到一定程度时，波峰变得过分尖陡而不稳定，于是出现各种形式的波浪破碎。此外，随着水深变浅，如果波向与海底等深线斜交（正交时不变化），波向也将发生变化，即所谓产生折射。

2.

3.波高因浅水变形导致波高变化时：（k s为浅水变形系数）

①正向入射：②斜向入射：H i=H0k s k r;;(α波)

4.h/L<1/2）同一波峰线的不同位置将按照各自所在地点的水深决定其波速，处于水深较大位置的波峰线推进较快，处于水深较小位置的推进较慢，波峰线就因此而弯曲并逐渐趋于与等深线平行，波向线则趋于垂直于岸线，波峰线和波向线随水深变化而变化的现象。

5.斯奈尔定律：sinα/c=sinα0/c0=常数C

6.辐聚：在海岬岬角处，波向线集中的现象称为辐聚，此处k r>1，波高将因折射而增大。

7.辐散：在海湾里，波向线将分散，称为辐散，此处kr<1，波高将因折射而减小。

8.其全部或部分波

波浪在传播中遇到障碍物如防波提、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，并在掩蔽区内发生波浪扩散，这是由于掩蔽区内波能横向传播所致，这种现象称为波浪绕射。

9.推进波的极限波陡：①深水(δ0)max=(H0/L0)max=0.142≈1/7②浅水δmax=(H/L)max=2πh/(7L b)浅水时破碎指数γb= H b/h b=0.78仅当海滩上水深变化不大，即海滩坡底很小(<1/50)时才符合实际观测数值，经验公式：γb=0.72+5.6tgβ，破波角：αb=α0(0.25+5.5 H0/L0)(0<α0深水入射波向角<50°)③有限水深和水平底坡δmax=(H/L)max=0.142tanh(kh),kh=2πh/L④不知是深水还是浅水时：先由迭代法求L，后用h/L判断为深水浅水，再进行计算

10.破碎波类型：①“崩波”型破碎波②“卷波”型破碎波③“激散波”型破碎波

11.碎波带内波高与水深的关系：（γ碎波带波高于水深比值，常取0.8）

：包括岸流、沿岸流和强而窄的离岸流（或称裂流）

：为波浪运动引起的剩余动量流。

3.波浪的增水和减水：波动水面时均值相对于静止水面的偏离值。①减水现象：在破波带外的浅水区，波高随水深减小而增大，因而辐射应力也沿程增大②增水现象：破波带内，波浪破碎发生能量损失，辐射应力沿程减小。即在深水区不发生波浪增减水。

4.沿岸流形成的力学机理：波浪斜向入射时，波浪动量流（辐射应力）沿岸分量在通过破波带时的变化并不能由平均水面破降力所平衡。在沿岸方向，需要有底部剪切应力来平衡辐射应力梯度。而时均剪切应力只有在发生时均动时才存在。因此，处于衰减中的表面波，将沿岸波动动量转化为时均沿岸流动。

5.在破波带外，波浪在传播过程中S xy始终不变，即-dS xy/dx=0，即破波带外，沿岸流驱动力为零，因而V=0；不考虑侧向掺混时的沿岸流解：见图P77；考虑侧向掺混时的沿岸流理论解：见图P79，图中当P增大时，流速分布趋于平坦，最大流速位置向岸线靠拢，且破波带外流速逐渐增强。

2.

3.①向岸——离岸方向泥沙搬运：是控制海滩剖面短期变化的主要因素②沿岸输沙：是预测海滩长期变化和大规模海岸变形的主要因素。

4.泥沙活动参数M=ρu m2/*g(ρs-ρ)d+，M是促使泥沙起动的驱动力和重力引起的稳定力的比。

5.泥沙的扩散方程：w s S+εs(ds/dz)=0，w s S为沉降率，-εs(ds/dz)为紊动扩散引起的向上泥沙通量，εs为紊动扩散系数。

主要取决于波

沿岸输

第六章

③引起原因：泥沙纵向运动引起长期演变，横向运动引起短期演变。

2.(1)离岸区（近海区）：从破波线向海一直到大陆架边缘的地区。(2)近岸区：从破波线向岸直至岸边的地区，是泥沙活动最剧烈的地区。近岸区又可分为：①外滩：位于破波点到低潮位岸线之间的区域，属于潮下带。②前滩：位于低潮位岸线与高潮时波浪上涌水流大到的最高点（亦即滩肩边缘）之间的区域，相当于潮间带。前滩周期性的暴露在空气中，是海滩剖面坡度最陡的部分，也称为滩面。③后滩：位于前滩和海岸线之间的区域，属于潮上带。

3.

4.：卷破波。②沿岸沙坝的位置：与破波位置有关。

5.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。

风暴剖面指在风暴盛行期间，海滩上部被侵蚀，泥沙被搬运到离岸区堆积而形成的剖面形状。这种剖面以沙坝形成为特征，又称沙坝剖面。风暴季节过去，海绵处于相对平静期时，入射波浪相对较小，这是淤积在离岸区的泥沙逐渐被波浪推移而向岸输运。这些泥沙在岸边堆积逐渐形成滩肩。滩肩不断增长，使岸线不断前移，形成光滑而有较宽滩肩的常浪剖面，又称滩肩剖面。常浪剖面以形成滩肩为主要特征。

8.海岸可以分为三种类型：(1)Q1>Q2：海岸泥沙堆积，岸线前进，称为堆积性海岸(2)Q1

9.平衡岸线的形态：①湾头滩②岬湾海岸（斜向波作用下的岬湾海滩在达到极限平衡后，是自然形成的最稳定的海滩）③直线海岸。

10.三维岸滩演变的基本方程：。意义：岸滩地形高程的变化，即

泥沙在当地的堆积或侵蚀，完全是由纵向输沙率沿x方向和横向输沙率沿y方向的变化所造成的。岸滩变形计算准确与否主要应由Q x和Q y的准确性所决定。

11.岸滩演变可分开模拟：①模拟横向泥沙运动引起的岸滩短期变化，即岸滩剖面模型②模拟沿岸输沙引起的岸滩长期演变的模型，即岸线位置变化模型。③方程：如果不考虑纵向（沿

岸）输沙，描述岸滩剖面变化的方程：，如果不考虑横向输沙，沿岸输沙引起岸滩变形的方程：

12.岸滩演变“一线”模型假设：只研究岸线位置的变化，认为泥沙的横向运动只是把泥沙在近岸区来回搬运，从较长时间看并不影响岸线的平均位置。认为在演变期间内，岸滩的端面形状始终维持其平衡剖面而不发生变化，岸线位置变化时，岸滩平行于该剖面前进或后退。