海岸演变过程及海岸结构物

1、第四章第四章 海岸演变过程与海岸结构物海岸演变过程与海岸结构物宁波大学海运学院宁波大学海运学院引言： 海岸带是海陆交界的地带，海浪冲刷及水深的改变会使海岸变浅变曲折，而突堤、防波堤、人工岛、进港航道等结构物则会引起海浪绕射。 疏浚业无论是对于建设和维护航道、商港、娱乐性游艇港，还是对于维护和修复海滩，都有重要意义。海岸带结构： 海岸带斜升的沙滩保护陆地免受海浪、海流及风暴的侵袭。海岸带结构： 构成海滩的许多物质是被河流从陆地带到海岸来的，这些物质被带到海滩后成为泥沙。 在有些地方，构成海滩的物质可能是贝壳碎片火山灰或珊瑚礁碎片。海滩侵蚀： 波浪和海流对海滩的冲击会引起海滩的侵蚀。海岸结构物：

2、为消除海滩侵蚀现象，人们常在适当的地方建设防护性措施及采取整治措施。防波堤： 防波堤可以和海岸相连，也可以离岸位于海中。能保护海滨，港口、泊地或港地免遭海浪的冲击。已有的几种类型的防波堤，包括抛石防波堤、网格式钢板桩防波堤、板桩防波堤等。海堤、护岸及岸堤： 区分陆地与水域，以避免侵蚀和主要由海浪作用引起的其他破坏。典型的海堤是一种承受风暴引起的全部作用力的大型结构物。护岸的尺寸要小得多，其作用是在不太恶劣的海浪条件下保护岸边物质。岸堤的作用则是保护海岸线和航道免受海流和较小波浪的侵蚀。码头、港口： 海工设施根据它们处理货物的类型而有专门的分类。主要的船舶类型有通用货船、集装箱船、滚装船、渡轮、

3、散货船等。 不同类型的船舶靠港装卸货物时，需要选择不同类型的港口。 集装箱船：滚装船：波浪的折射： 波浪由深水向海岸传播的速度取决于其传播处的水深。波速随水深减小而递减，波长也相应随之递减。波速沿着与海底等深线成一定角度运动的波峰而变化，导致波峰扭曲以适应海底等深线，这种扭曲叫做折射。折射的一般分析： 波速表达式：)2(htan2LdgTC其中C速度；T周期；L波长； d水深；H波高。如果在深水中，1)2tanh(Ld上式可以简化为：2gTC 折射的一般分析： 从上式中，可得出波速与水深无关，并且折射通常在深水中不显著。 但在过渡区与浅水域中（d/L0.5），波速取决于水深，并且折射比较显著。

4、每单位波峰的总波能为：2gTC 8LgH2E折射的一般分析： 在深水中仅有一半能量随海浪前进传播。如果忽略摩擦、渗透、反射等耗散作用，海浪朝岸运动时传送的能量将保持相对守恒。可得出两个毗邻的波向线之间的平均波能通量（ ）为：8LgH2ECEbP000021P0（ 为深水中波向线间的距离）b0在宽度为b的浅水域中，平均波能通量 为：PCEnbP 折射的一般分析： 使以上两式相等，则可得CEbP000021CEnbP 由于波能E和波高H有关，即联立此两式得：此式可写作：折射的一般分析： 上式中， 为浅水系数； 为折射系数，这些系数的定义为：KSKR波浪上冲： 在海堤和防波堤等海岸海滩保护结构物发生

5、波浪上冲现象。波浪上冲： Miche认为波浪上冲高度R为海滩坡度的函数：0HR（式中， 为深水波高；为海滩的坡度。）H0后来，Hunt用经验数据确定了波浪上冲高度的 拍案波相似参数之间的关系，其结果是0tanLHHRtan式中，H为入射波的波高； 为深水波长。0L疏浚： 疏浚是指清除溪流、河川、湖泊、海岸水域以及海洋的水底沉积物，并将这些沉积物用船、驳船或管道运送到陆地上或水中的预定抛泥区进行抛扔的操作。 Herbich：疏浚是指从水底把某些物质移到表面并泵出一段距离的操作。 Webster：用挖泥船挖掘、采集或吸出疏浚物。挖泥船： 挖泥船，负责清挖水道与河川淤泥，以便其他船舶顺利通过。挖泥船

6、的分类疏浚疏浚机械机械式式液压液压式式铲斗铲斗式式链斗链斗式式斗式斗式开底开底自载自载式式侧抛侧抛式式管道管道式式搅动搅动式式抓斗抓斗式式索斗索斗式式铲斗铲斗式式链斗链斗式式普通普通吸扬吸扬式式铰刀铰刀吸扬吸扬式式轮斗轮斗式式箕斗箕斗吸扬吸扬式式机械挖泥船： 抓斗式挖泥船有一根安装在驳船上的吊杆，并配有蛤壳式抓斗，适于工作在软沉积物上以及难以进入的地方。分为自航式和非自航式两种。 机械挖泥船： 铲斗式挖泥船是一个浮在水面上的驳船，装有机械操作的铲斗，适于在硬土上作业。机械挖泥船： 链斗式挖泥船有一个带有许多挖斗的环链，每个挖斗可插入待疏浚的沉积物中并将其送到水面上。可以循环连续不断工作，比抓斗

7、式或铲斗式挖泥船的效率更高。 机械挖泥船优缺点： 机械式挖泥船运送疏浚物的能力有限，一般情况下无自航能力，生产效率相对较低。 能在较窄的区域（如船坞、突堤及码头）内作业，能在矿床上进行采矿作业，并能对疏浚物进行处理和去水。液压挖泥船： 液压挖泥船能完成疏浚的全部操作，工作更有效、更灵活、更经济。 它首先用铰刀或喷水口将疏浚物挖松，并使其与周围的水相混合，成为流体或半流体，通过长长的管道泵出或泵到开底驳船中。 可分为开底自载式、管道式、轮斗式以及侧抛式。液压挖泥船： 自航开底自载耙吸式挖泥船以大幅降低的成本给疏浚业带来了一场革命。 工作时耙吸臂和耙吸头从船体的两侧伸出并放到海底。挖泥船在疏浚区缓慢移动，而泥泵通过耙吸臂把沉积物和水的混合物吸到泥舱中。泥舱装满后航行到预定抛泥区倒空疏浚物。开底自载耙吸式挖泥船液压挖泥船： 绞吸式