第九章海岸地貌1.ppt

第九章海岸地貌 海岸带的概念 海岸地貌 海岸带的研究意义港口与潮汐电站工程建设矿产开发海岸带的合理利用海平面变化 第一节海岸动力作用 海岸带的主要动力过程包括 波浪作用潮汐作用海流作用 1 1波浪作用 1 1 1波浪及其要素 波浪的概念 风吹过海面时 通过压力和摩擦作用将能量传递给海水 使海水质点离开平衡位置作圆周运动 海面随之发生周期性的起伏 这种海面周期性的起伏 就是波浪 波浪要素 波峰与波峰线 波谷与波谷线 波长 L 波高 H 周期 T 波速 C 波射线 1 1波浪作用 1 1 1波浪及其要素 1 1波浪作用 1 1 1波浪及其要素 1 1波浪作用 1 1 2深水波及其特性 深水波的概念 在水深大于二分之一波浪波长的水域传播的波浪称为深水波 由于水深较大 海水质点的运动不受海底地形的影响 1 1波浪作用 1 1 2深水波及其特性 深水波的波形 1 1波浪作用 1 1 2深水波及其特性 深水波的水质点运动 1 1波浪作用 1 1 2深水波及其特性 深水波的传播 1 1波浪作用 1 1 2深水波及其特性 深水波的传播 1 1波浪作用 1 1 2深水波及其特性 波浪的能量 E K1LH2 TE 波浪的能量K1 常数 在深水区为0 0625 g0 125 gL 波长H 波高T 周期由此可以看出波浪能量的大小决定于波浪的大小 特别是波高的大小 1 1波浪作用 1 1 3浅水波及其变形 浅水波的概念 当外海的波浪进入水深小于其波长二分之一的水域时 海水的波动触及海底 水质点与海底相互作用 波浪特点和性质发生变化 这种性质发生了变化的波浪称为浅水波 1 1波浪作用 1 1 3浅水波及其变形 浅水波的变形与波浪破碎A 1 1波浪作用 1 1 3浅水波及其变形 浅水波的变形与波浪破碎B 1 1波浪作用 1 1 3浅水波及其变形 波浪破碎 1 1波浪作用 1 1 3浅水波及其变形 波浪的折射A 当传播方向与海岸线向斜交的波浪进入浅水区后 由于海底的摩擦作用 首先进入浅水区的部分传播速度变慢 从而产生波浪波峰线出现与海岸线相平行的趋势 波浪波峰线在近岸地带发生的这类变化现象称为波浪的折射 1 1波浪作用 1 1 3浅水波及其变形 波浪的折射B 1 1波浪作用 1 1 3浅水波及其变形 波浪的折射 1 2潮汐作用 潮汐的概念 海水在月球和太阳引潮力作用下所发生的海面周期性垂直涨落和水平流动 称为潮汐 习惯上 周期性的海面涨落称为潮汐 周期性的海水流动称为潮流 潮汐要素 高潮 潮汐引起的海面上涨的最高位置 低潮 潮汐引起的海面降落的最低位置 涨潮 由低潮到高潮的海面上涨过程 所需要的时间称涨潮时 落潮 由高潮到低潮的海面下降过程 所需要的时间称落潮时 潮差 相邻高潮与低潮之间的海面高度差 1 2潮汐作用 1 2潮汐作用 潮汐的特征 一个潮汐周期大约为12小时26分 在宽阔的大洋上 潮差很小 理论上为78cm 在太平洋中部仅为50cm 但是在一些特殊的地形条件下 如喇叭形的海湾地区 潮差可以达到很大 钱塘江最大潮差可达8米 世界上最大的潮差可达20米 潮汐的在海岸带的作用 扩大波浪作用的范围搬运波浪作用形成的泥沙侵蚀海底和海岸 1 3海流作用 海流的概念 海水有规律的水平流动 称为海流 海流的形成原因 漂流 由行星风系形成的 密度流 由海水密度差异造成的 海流的作用搬运波浪作用形成的泥沙侵蚀海底和海岸由于大部分海流从海洋到达海岸带沿途受海底摩擦 地形阻碍以及波浪和潮汐的顶托 其能量已经非常微弱 对海岸地貌的塑造作用不及波浪和潮汐作用强 第二节海岸地貌 在波浪 潮汐等海岸带动力过程作用下 可以形成 海岸侵蚀地貌海岸堆积地貌 2 1海岸侵蚀地貌 2 1 1海岸侵蚀作用 海岸带的侵蚀作用主要是暴风浪的产物 普通的波浪一般只起经常的修饰作用 海水的侵蚀主要是通过如下过程完成的 冲蚀作用 波浪水体的海岸的直接冲击 拍打 据计算 L 50米 H 6米的波浪对岩壁施加的压力可达48吨 米2 波浪破碎时被卷入压缩的空气也有强大的破坏力 磨蚀作用 海水携带的沙砾碎屑对岩石和碎屑的磨损和破坏 溶蚀作用 因海水对岩石的溶解而造成的破坏 2 1海岸侵蚀地貌 2 1 2海岸侵蚀地貌A 海岸带的侵蚀地貌包括 海蚀崖海蚀穴与海蚀洞海事拱桥海蚀柱海蚀台与海蚀阶地 2 1海岸侵蚀地貌 2 1 2海岸侵蚀地貌B 2 1海岸侵蚀地貌 2 1 2海岸侵蚀地貌C 2 1海岸侵蚀地貌 2 1 2海岸侵蚀地貌D 2 1海岸侵蚀地貌 2 1 2海岸侵蚀地貌E 2 1海岸侵蚀地貌 2 1 2海岸侵蚀地貌F 2 1海岸侵蚀地貌 2 1 2海岸侵蚀地貌G 2 1海岸侵蚀地貌 2 1 2海岸侵蚀地貌H 2 1海岸侵蚀地貌 2 1 2海岸侵蚀地貌I 2 2海岸堆积地貌 波浪 潮流和海流等搬运的泥沙物质 在一定条件下在海岸带其他地方堆积下来形成的地貌称海岸堆积地貌 海岸带的泥沙运动可以分解为两种运动形式 泥沙横向移动 泥沙运动方向垂直于海岸线泥沙纵向移动 泥沙运动方向平行于海岸线下面分别介绍这两种泥沙运动形成的地貌 2 2海岸堆积地貌2 2 1泥沙横向移动形成的地貌 波浪作用下海岸泥沙的移动 在坡度均一 泥沙颗粒大小完全一样的一个理想海岸带上 受波浪的作用泥沙是否运动 决定于波浪水质点的运动速度是否大于泥沙颗粒的起动速度 由于岸坡上的泥沙颗粒向海运动和向岸运动需要克服的力的大小不同 造成泥沙向海运动与向岸运动的起动速度相异 致使海岸带不同部位的泥沙静移动方向也不同 上部的泥沙静相岸运动 下部的泥沙静向海移动 中部某一部位的泥沙只做往复运动 不发生静位移 2 2海岸堆积地貌2 2 1泥沙横向移动形成的地貌 中立线 在坡度均一 泥沙颗粒大小完全一样的一个理想海岸带上 一个波浪周期内泥沙向岸运动距离与向海运动距离相等的点 称为中立点 海岸带上众多中立点的连线称为中立线 在中立线上泥沙只做往复运动 不发生静位移 2 2海岸堆积地貌2 2 1泥沙横向移动形成的地貌 形成的主要地貌包括 水下堆积阶地海滩与滨岸堤水下沙坝离岸堤与泻湖 2 2海岸堆积地貌2 2 1泥沙横向移动形成的地貌 水下堆积阶地 2 2海岸堆积地貌2 2 1泥沙横向移动形成的地貌 2 海滩与滨岸堤 2 2海岸堆积地貌2 2 1泥沙横向移动形成的地貌 3 水下沙坝 2 2海岸堆积地貌2 2 1泥沙横向移动形成的地貌 4 离岸堤与泻湖 2 2海岸堆积地貌2 2 1泥沙横向移动形成的地貌 4 离岸堤与泻湖 2 2海岸堆积地貌2 2 1泥沙纵向移动形成的地貌 波浪作用下海岸泥沙的纵向移动 当波浪运动的方向与海岸线不垂直时 处于中立线上的泥沙将完全进行纵向移动 处在中立线以上的泥沙在发生向岸运动的同时 也进行纵向移动 处在中立线以下的泥沙在发生向海运动同时 进行纵向移动 在波浪和海流作用下 有着大致相同方向和稳定能量的大量泥沙沿岸运动 称为海岸泥沙流 2 2海岸堆积地貌2 2 2泥沙纵向移动形成的地貌 波浪作用下海岸泥沙的纵向移动 2 2海岸堆积地貌2 2 2泥沙纵向移动形成的地貌 波浪作用下海岸泥沙的纵向移动 2 2海岸堆积地貌2 2 2泥沙纵向移动形成的地貌 波浪作用下海岸泥沙的纵向移动 2 2海岸堆积地貌2 2 2泥沙纵向移动形成的地貌 泥沙纵向移动参数 泥沙流强度 单位时间内通过单位断面的泥沙量 泥沙流容量 单位时间内波浪所能搬运的最大泥沙量 也称波浪的挟沙力 饱和度 泥沙流强度与泥沙流容量之比 当饱和度等于1时 泥沙流既不侵蚀也不堆积 当饱和度大于1时 泥沙流堆积 当饱和度小于1时 泥沙流侵蚀 由此可以看出 泥沙流是否发生堆积 决定于泥沙流强度 泥沙多少 和泥沙流容量 当泥沙流强度一定时 主要决定于泥沙流容量 泥沙流容量与波浪作用力 海流作用力 和泥沙运动速度有关 当波浪作用力 海流作用力 一定时 就决定于泥沙运动速度 这时泥沙运动速度决定波浪波射线与海岸线之间的夹角 理论上夹角为450时 泥沙运动速度最大 泥沙流容量最大 2 2海岸堆积地貌2 2 2泥沙纵向移动形成的地貌 泥沙运动速度和波浪与海岸线夹角之间的关系 L 水下岸坡坡脚至岸边的距离则 代表波浪能量的线段PF K TF K为常数 而 波浪在浅水中的传播距离TF L SinA故 PF K SinA L在波浪作用下泥沙纵向移动的距离FR PF CosA K SinACosA L K Sin2A 2L要使得FR最大 Sin2A 1所以 在A 450时 泥沙运动距离最远 当波浪与岸线的夹角小于或大于450时 将发生堆积 2 2海岸堆积地貌2 2 2泥沙纵向移动形