第6章 沙质岸滩演变.ppt

第六章 沙质岸滩演变 6. 本章总纲 6.1 概述 6.2 海滩剖面特征 6.3 海滩剖面的变化(横向) 6.4 岸线形状和岸线变形(纵向) 6.5 海工建筑物与岸滩演变 6.1 岸滩演变概述 6.2 海滩剖面特征 (一) 海滩的位置 (二) 海滩剖面构成 (三) 海滩剖面泥沙 (四) 海滩坡度 (一) 海滩的位置 (二)典型的沙质海滩剖面 外滩：长期处于水下，泥沙悬浮，沙坝，深槽（Why？） 前滩：周期性暴露于空气中，最陡(Why?)，推移质、悬移质 后滩：只有在大风暴和高水位同时来临才遭受波浪作用，滩肩、海蚀岩、沙丘，推移质，滩坎 (三)海滩剖面泥沙分布 海滩剖面各部分所受波浪作用不同，分选作用使得剖面各部位泥沙粒径不同 较大颗粒泥沙受波浪推移作用（推移质，向岸），一般堆积在海滩的上部 较小颗粒泥沙受破碎波悬浮和输移作用堆积在海滩的下部（悬移质，向海） 沙质海滩的重要构造 滩肩:常浪期,上涌水流将泥沙向岸推移堆积形成（推移质） 沙坝:风暴期,卷破波向下冲击形成深槽,向海侧形成沙坝(悬移质) (四)海滩坡度 粒径：粒径越大，坡度越陡(正相关) 波能：相同粒径条件下，波能越大，坡度越小(负相关) 6.3 海滩的短期演变 剖面变化 6.3.1 什么是海滩的平衡剖面？ 6.3.2 海滩剖面的变化规律？ 6.3.3 海滩平衡剖面的形状？ 6.3.1什么是海滩的平衡剖面 在一定的泥沙和波浪条件下，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(永不可能达到的极限状态) 平衡剖面的中和点理论 中和点理论的结果 基于中和点理论的海滩平衡剖面：泥沙运动对岸坡有一定的侵蚀作用，海滩剖面需要做出相应调整，在中立线两侧形成两个侵蚀区，两个侵蚀区的外侧是堆积区，分别形成沿岸沙堤和水下沙堤。使得向岸侧变陡，向海侧变缓，海滩横剖面形成下凹的曲线形状 6.3.2 海滩剖面的变化规律 泥沙和风浪流潮条件不断变化，海滩剖面也处于动态平衡过程中 (1)沙质海滩的动态变化 风暴剖面(沙坝剖面):夏季 风暴盛行期，海滩上部被侵蚀，泥沙被搬运到离岸区堆积形成沙坝(风暴剖面) 沙坝的形成使得破波点向海侧移动，滩面和岸基受到的冲击力减弱，逐渐平衡。近岸区坡度变缓 常浪剖面(滩肩剖面):冬季 海面相对平静时期，波浪相对较小，淤积在离岸区的泥沙逐渐被波浪推移到近岸区(常浪剖面)，形成滩肩。近岸区坡度变陡 (2) 海滩剖面形态转化的判数 (2) 海滩剖面形态转化的判数 Dean,1973 (2) 海滩剖面形态转化的判数 Hattori,Kawamata,1980 (2) 海滩剖面形态转化的判数 (2) 海滩剖面形态转化的判数 类型I：岸线后退，泥沙向海搬运，在离岸区堆积(侵蚀型海岸，沙坝剖面) 类型II：岸线前进，泥沙向两个方向搬运，在两侧堆积 (过渡类型) 类型III：岸线前进，泥沙向岸搬运，离岸区无堆积，有冲刷(堆积型海岸，滩肩剖面) 6.3.3 海滩平衡剖面的形状 能不能根据海滩上的波浪条件来预估海滩平衡剖面的曲线形状? 泥沙的横向（x向）运动机理还没有很好解决。在破波带外、破波点上、破波带内各位置波浪对泥沙的作用机理有很大不同，泥沙运动规律至今没有很好掌握 海滩区域水动力作用复杂。波浪是泥沙运动的主要影响因素，但海滩泥沙还受到如海滩坡度、风、潮位、潮流、裂流等因素的影响 海滩平衡剖面的经验形状 海滩平衡剖面的经验形状 海滩平衡剖面的经验形状 海滩剖面形式算例 请记下待做的习题 习题6.1 天津城建学院用纸，注明班级、学号、姓名(完整步骤) 下一次周一课前，各班学习委员收齐后上交 6.4 海滩的长期演变 海滩剖面的变化将影响海岸的剖面形状、管线的铺设、海岸设施的局部稳定 海岸线的长期变形将影响海岸工程建筑物的存在意义和海岸线的长远利用价值 6.4.1 海岸分类 Q1Q2:泥沙堆积，岸线前进—堆积性海岸 Q1Q2:遭到侵蚀，岸线后退—侵蚀性海岸 Q1=Q2:输沙平衡，不冲不淤—平衡海岸 静态平衡: Q1g=Q2g=0，无沿岸输沙 No.1动态平衡: Q1g=Q2g≠0, Q1n=Q2n=0 No.2动态平衡: Q1n=Q2n ≠ 0 6.4.2 沙质海岸平衡岸线的形状 长时期固定（?）的海岸动力作用（浪、流、潮） 无外部泥沙来源（如河流来沙） 动态平衡岸线 (1)湾头滩（pocket beach） (2)岬湾海岸 (3)直线海岸 (1)湾头滩形态1 海滩两端为岬角限值，没有或极少外部泥沙输入，受长期固定波向波浪作用，Q1g=Q2g=0，静态平衡(沿岸输沙率处处为零，岸线与波峰线平行) 湾头滩形态2 受不同波向波浪作用，Q1g=Q2g≠0, Q1n=Q2n=0，第一种动态平衡(海岸段内部泥沙动态重分配，使波峰线与