海岸动力学复习提纲

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海岸动力学 内容汇总 (1)

海岸动力学 内容汇总 (1)

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。

海岸动力学复习要点

海岸动力学复习要点

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。

海岸动力学考试复习大纲

海岸动力学考试复习大纲

海岸动力学考试复习大纲一、考试类型:闭卷二、考试题型包括1、名词解释2、证明或推导题3、问答题4、计算题三、复习考试时间十七、十八周四、期末考试所占分数(60%)五、考试范围1、名词解释小振幅波理论深水波及浅水波、波能流辐射应力有效波高能谱方向谱波浪守恒波能守恒波浪浅水变形波浪折射波浪增水减水、边缘波、低频波浪、海岸垂向环流港湾共振开尔文波潮流椭圆无潮点载沙量体积输沙率平衡输沙、不平衡输沙2、证明推导P61—62页,2.4、2。

5、2.7题1)根据波能守恒推导浅水系数2)根据有限水深极限波陡的表达式推导浅水波浪破碎的判别指标3)试推导河口潮汐的格林定律4)证明平直海岸破波带外沿岸流速为05)p82, 3—7题.5-5题3、问答题2-2题;1)、试利用小振幅波理论解释水质点运动的特征2)、有限斯托克斯波的主要特征3)、试解释动水压力在不同水深(浅水、深水、有限水深)的分布特征4)、试解释深水波与浅水波的差异(波浪要素、水质点速度及轨迹、压力)?5)、何谓波浪破碎?有什么判别准则?波浪破碎的特点是什么?6)、简述辐射应力在碎波带内外的变化规律7)、简述近岸流方程中各项的意义8)、简述波浪增减水在碎波带内外的变化规律9)、简述沿岸流在碎波带内的分布特征10)、请利用简化的潮波理论,阐述地形、径流对一个喇叭形状的、水深由口外向河口湾顶端逐渐减少的河口湾潮汐的影响教材4。

2~4。

4题 5.3 —5.4 题,7—1~7—4题,7—7~7—8题4、计算题1)掌握深水、浅水波的判别方法,计算深水波和浅水波的波长、波速2)计算水质点的最大速度、水质点轨迹直径及近底层最大速度3)计算波能、波动压力4)掌握波浪浅水系数、折射系数的计算,计算给定水深的波高,判断波浪是否破碎5)掌握正向入射波浪辐射应力的计算公式及掌握波浪最大减水公式及增水公式,计算给定波浪的增减水6)掌握沿岸流的计算,如若等深线平行,深水波高m H 20=,周期s T 8=,深水波向角 300=α,不考虑海滩坡度的影响,请计算并判断5m 水深处波浪是否破碎?1.0m 水深处呢?计算碎波带内平均沿岸流流速。

港口航道与海岸工程-海岸动力学:第一章至第五章 详尽知识点整理 复习备考资料

港口航道与海岸工程-海岸动力学:第一章至第五章 详尽知识点整理 复习备考资料

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

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

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。

海岸工程总复习提纲解析

海岸工程总复习提纲解析

海岸工程总复习提纲解析海岸工程是指通过利用工程技术手段来对海岸进行保护和改造的一门学科。

海岸工程研究的内容很广泛,包括海岸沉积动力学、海岸地质学、海岸水动力学、海岸工程材料、海岸结构等方面。

下面是对海岸工程总复习提纲的解析。

1.海岸沉积动力学2.海岸地质学海岸地质学主要研究海岸地质构造和沉积特征,以及其对海岸工程的影响。

考生需要了解海岸地质的分类、构造特征、岩性组合等基本知识,并能够分析和评价不同地质条件下的海岸工程可行性。

关键点包括海岸地质的分类、特征,以及不同地质条件下的海岸工程设计要求。

3.海岸水动力学海岸水动力学主要研究海岸区域的水文和水动力过程。

考生需要了解海岸波浪的形成、传播和变形规律,以及海岸潮汐、洋流、风、浪等因素对海岸的影响。

关键点包括波浪理论、沙质海岸的波浪冲刷和沙流问题,以及潮汐、洋流、风、浪等因素对海岸的影响。

4.海岸工程材料海岸工程材料主要是指用于海岸保护和改造的材料,包括护岸材料、填海材料等。

考生需要了解各种材料的特点、性能、应用范围等基本知识,并能够根据具体工程需求选择合适的材料。

关键点包括护岸材料的分类、特点、应用范围,以及填海材料的选用原则。

5.海岸结构海岸结构是指用于保护海岸免受波浪、潮流、冲刷等自然力影响的工程结构。

考生需要了解各种海岸结构的分类、特点、适用条件等基本知识,并能够根据具体工程需求选择合适的海岸结构。

关键点包括堤防、防波堤、海堤、护岸墙等海岸结构的分类、特点,以及海岸结构的设计原则和施工方法。

综上所述,海岸工程总复习提纲的解析主要包括海岸沉积动力学、海岸地质学、海岸水动力学、海岸工程材料、海岸结构等方面的内容,并指明了各个方面的关键点和重要内容。

考生需要全面掌握这些知识,能够灵活运用于实际工程设计和研究中。

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

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。

海岸工程复习提纲

海岸工程复习提纲

海岸工程第一章1、海岸带定义:海洋与陆地相接的地带,兼具海陆两种不同属性的独特环境特征。

是指海水运动对海岸作用的最上限界限及其邻近陆地,潮间带以及海水运动对潮下带岸坡冲淤变化影响的范围。

组成:潮上带38%、潮间带7%、潮下带55%范围:海岸线向陆10km,向海至-15~-20m高程2、海岸线定义平均大潮高潮的痕迹线所形成的水陆分界线。

3、海岸定义:现在海陆之间正在相互作用和过去曾经相互作用过的地带。

海岸带范围:沿岸陆地,潮间带,水下岸坡海岸类型(+特点):基岩海岸(深水贴岸,优良港址);砂砾海岸(泥沙沿岸和横向运动,旅游佳地);淤泥海岸(潮流为主要动力因素);红树林海岸(有明显的消浪、阻流作用);珊瑚礁海岸(较温暖的地区);4、我国海岸带环境特征及影响因素环境特征:A.季风控制下的过渡性气候(季风气候显著;过渡性气候特点;气象要素变化剧烈;灾害性天气频繁);B.土壤、植被的地带性和非地带性(地带与纬度有关;非地带与本地区小气候有关);C.大陆与海洋作用强烈;D.人类活动影响显著(人类活动对上游流域的影响:径流和入海泥沙;海岸工程建设);影响因素:a太平洋风浪和潮汐;b海岸物质组成和构造;c陆地的地理纬度差异;d人类活动海岸带资源:A.空间资源(港口、土地);B.物质资源(淡水、海洋生物、植物、矿产、海洋能);C.环境资源(旅游、自然保护区);5、海岸线冲淤变化的影响因素长期因素:A.海平面上升。

起因:温室气体过度排放;引起海岸线向内陆移动;B.河流改道。

起因:河道在水沙作用下,不断演变,影响海岸的泥沙、径流补给;短期因素:A. 波浪作用以及沿岸流。

泥沙运动方式:横向和沿岸;B. 潮流作用。

潮流动力对于淤泥质平缓海岸起了重要的作用,其可以引起大规模的泥沙水平搬运,特别是在波浪掀沙情况下.所谓波浪淘沙,潮流输沙;C. 风力搬运。

风作用下的泥沙运动与水流作用下的泥沙运动存在着相似或相同的运动形式。

主要危害是海滩发生侵蚀;D. 人类活动影响。

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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。

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/m215.★波能流:波浪传播过程有能量传递,通过单宽波峰线长度的平均能量传递率称波能流。

16.★辐射应力: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.特征波:包括大波的平均值法和超值累积率法。

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:H13%约相当于H1/320.波频谱:S(σ)相当于波能密度相对组成波频率的分布函数,这函数称波频谱,简称频谱。

21.波频谱的示意图:在σ=0附近,S(σ)很小,随σ增大,S(σ)先急剧增大,到最大值后迅速减小,最后趋近于零,S(σ)最大值相应的频率称谱峰频率σp。

理论上S(σ)分布于σ=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Δσ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(σ,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.波浪守恒:一列的、简单波浪进入浅水区后,在传播中随着水深变化,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。

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.★▊波浪折射:无论是线性或非线性波,波浪斜向进入浅水区后(实际可取为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C6.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.★①波浪的反射:波浪在传播过程中遇到陡峭的岸线或人工建筑物时,其全部或部分波能被反射而形成反射波的现象称为波浪的反射。

②波浪的绕射: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+5.5H0/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)第三章1.近岸流:包括岸流、沿岸流和强而窄的离岸流(或称裂流)2.▲辐射应力: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。

第五章1.海岸:分由无粘性泥沙组成的沙质(包括卵石)海岸和由粘性泥沙组成的淤泥质海岸。

2.在沙质海岸上,波浪是泥沙起动、推移和悬浮的主导因素。

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。

6.近岸区泥沙运动按方向不同分为:横向运动和沿岸运动①沿岸泥沙运动主要取决于波导沿岸流②而横向运动,或称向岸——离岸运动则主要是由波浪水质点运动引起的。

7.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①在沙质海岸上,沿岸输沙主要发生在破波带内②沿岸输沙的机理是波浪掀沙、沿岸流输沙③最大输沙率应在破波线和沿岸流速最大值之间。

第六章1.岸滩有两种时间尺度明显不同的变形:①长期演变,表现为海岸线长期后退或前进;②短期演变或季节性演变,海滩剖面随季节性风浪大小而作节律性变动。

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.海滩的重要特征构造:沿岸沙坝与滩肩。

4.①形成沿岸沙坝的主要原因: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。

6.海滩的一个重要性质就是它的动态变化特性,沙质海滩动态变化的一个显著表现就是“风暴剖面”与“常浪剖面”之间的变化。

7.▊风暴剖面与常浪剖面是怎样形成的?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<Q2:海岸遭到侵蚀,岸线后退,称为侵蚀性海岸(3)Q1=Q2:这是输沙平衡,不冲也不淤,称为稳定平衡海岸,其岸线在波浪、潮流等海岸动力作用下,位置和平面形态都将保持不变,称为稳定平衡岸线。

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