海岸工程第二课

主讲人：孟艳秋、童朝锋二〇一六年九月港口海岸与近海工程学院COLLEGEOFHARBORCOASTALANDOFFSHOREENGINEERING海岸工程港口、航道及海岸工程专业课程课时安排总计：1.5学分/24学时第一章海岸防护概论

（2学时）第二章海岸防护工程

（12学时）（1）海堤

（6学时）（2）护岸

（2学时）（3）丁坝

（1学时）（4）潜坝

（1学时）（5）人工补滩工程（1学时）第三章围海工程

（6学时）第四章防波堤工程

（3学时）第五章其他海岸工程

（1学时）第二章海岸防护工程本章内容：第一节海堤第二节

护岸第三节

丁坝第四节

潜坝第五节

人工补滩工程本章需要了解掌握知识点：第一节海堤

海堤设计标准，设计潮位与设计波浪计算，海堤断面型式和构造，海堤设计方法，地基稳定与沉降计算，软基处理。第二章海岸防护工程海岸防护工程：一种护岸工程,保护沿海滩地,抵御风浪、沿岸流和潮流对岸滩的冲刷和侵蚀，以及风暴潮对田地的泛滥和淹没。具体包括：海堤、护岸、保滩等工程瓯江口海堤扭王块海堤茂名新港海堤格栅式海堤干砌块石海堤四角空心方块海堤块石护岸半圆型防浪墙浆砌块石护岸浆砌块石护岸状元岙港口护岸台湾东海岸天然石头护岸条石直立式护岸混凝土板护岸土工布装砂第一节海堤(seadyke,dikeseawall)定义：沿海岸修建的一种挡潮防浪，防止田地被淹没的堤防、是海岸防护工程的主要设施，也叫海塘。海堤设计一般步骤：确定海堤标准和等级水文、地形、基础和社会基本资料堤线布置和堤型选择设计水文要素确定：设计水位、设计波高稳定沉降计算堤基处理堤身设计施工设计海堤堤设设计计标标准准：：主要要包包括括潮潮位位和和波波浪浪的的确确定定，，海堤堤能能够够安安全全承承受受和和防防御御的的，，并并据据以以进进行行海海堤堤设设计计的的潮潮、、浪浪组组合合标标准准。设计计标标准准确确定定依依据据：：首先先根根据据其其保保护护对对象象的的重重要要性性和和被被保保护护的的人人口口或或土土地地面面积积,确确定定海海堤堤的的防防潮潮（（洪洪））标标准准，，根根据据其其防防潮潮（（洪洪））标标准准规规定定确确定定其其不不同同的的等等级级；；然后后计计算算确确定定由由该该防防御御标标准准所所决决定定的的一一定定累累积积频频率率和和重重现现期期下下的的潮潮位位和和波波浪浪值值；；具体体依依据据的的规规范范包包括括：：海堤堤工工程程设设计计规规范范，，堤堤防防工工程程设设计计规规范范，，浙浙江江省省海海塘塘工工程程技技术术规规定定，，广广东东省省海海堤堤工工程程设设计计导导则则，，福福建建省省围围垦垦工工程程设设计计技技术术规规程程。。1、海海堤堤设设计计标标准准海堤堤设设计计标标准准历历史史演演变变过过程程：：早期期（80年以以前前）确确定定海海堤堤设设计计标标准准，，各各地地标标准准不不尽尽相相同同，，但但都都是是以以一一定定的的特特征征潮潮位位和和台台风风风风级级的的组组合合来来反反映映防防御御标标准准。。实例例:上海海1975年年标标准准:历历史史高高潮潮位位和和11级级台台风风.江苏苏早早期期标标准准:历历史史高高潮潮位位和和10级台台风风.广东东1968年标标准准:暴暴潮潮水水位位和和8（3级））、、9（2级））、、10（1级））台台风风.福建建1964年标标准准:历历史史高高潮潮位位和和9（4级））、、10（3级））、、11（2级））、、12级（（1级））台台风风.1、海海堤堤设设计计标标准准早期期（（80年以以前前））确确定定海海堤堤设设计计标标准准缺缺陷陷：：A、、风风----------------------只只能能间间接接反反映映波波浪浪用风风级级来来反反映映波波浪浪的的大大小小,是是一一种种间间接接确确定定风风浪浪要要素素的的方方法法,同同直直接接利利用用波波浪浪观观测测资资料料进进行行分分析析相相比比较较,误误差差比比较较大大,且且各各地地的的标标准准中中对对风风情情尚尚不不够够明明确确,缺缺乏乏必必要要的的换换算算和和修修正正.B、历史最高高潮位------------无无频率概念，，有一定的任任意性和随机机性，缺少代代表性无明确的频率率概念,不同同地点的历史史高潮位所代代表的重现期期相差很大,带有比较大大的任意性和和随机性.笼笼统地利用历历史最高潮位位作为设计标标准是不合理理的.C、资料的可可靠性------------资资料受当地条条件和分析方方法制约历史高潮位和和最高潮位有有的是通过调调查得到,其其可靠性往往往受到当地的的具体条件和和调查分析方方法影响.1、海堤设计标标准采用重现期和和累积频率（80年以后）潮位：采用年频率统计法法，确定不同重重现期的高潮潮位，需要20年以上的的潮位资料。。波浪：设计波浪的重重现期———————长期期标准设计波浪的波波列累积频率率——--短短期标准实例:《浙江省海塘塘工程技术规规定（试行））》1989《福建省围垦工工程设计技术术规程》19921、海堤设计标标准设计标准意义义：重现期标准：：反映海堤堤的使用年限限和重要性累积频率标准准：反映波浪浪对不同类型型海堤或不同同部位作用的的不同性质举例：不同部件，不不同结构对波波浪敏感性不不一样，视设设计构件取不不同标准。重要海堤---潮位和波波浪都采用比比较长的重现现期;直立式海堤---对波浪浪特别敏感，宜采用高累累积频率1、海堤设计标标准设计标准还需需要考虑的其其他问题：考虑几年后海海堤所处环境境的改变。举例：蛇口海海域的淤积不同海堤的材材料组成。举例：长江口口不同的海堤堤形式土堤和石堤设计波浪作用用于海堤上的的延续时间不不同，应对应应不同的标准准。举例:是否允允许越浪,怎怎么考虑.块石稳定模型型实验要累积积模拟2~3小时的风暴暴作用时间.1、海堤设计标标准主要采用的设设计标准：《海堤工程设计计规范》2008：海堤工程防潮潮(洪)标准应根据防防护对象的规规模和重要性性确定，海堤堤工程的级别别应根据其防防潮(洪)标准按表确定定。1、海堤设计标标准必要时进行技技术经济论证证，对于海堤堤受损后，损损失巨大可以以提高等级主要采用的设设计标准：《堤防工程设计计规范》2013按照国家标准准《防洪标准》GB50201的规定执行。。海堤工程防防潮(洪)标准应根据防防护对象的防防洪标准和经经审批的流域域防洪规划、、区域防洪规规划综合研究究确定，同时时满足：堤防工程的级级别应根据其其防潮(洪)标准按表确定定。1、海堤设计标标准对于堤受损后后，损失巨大大可以提高等等级主要采用的设设计标准：《浙江省海塘塘工程技术规规定》19991、海堤设计标标准《广东省海堤工工程设计导则则》2005气象与水文气温、风况、、降水、水位位、流量、流流速、泥沙、、潮汐、波浪浪和冰情等气气象、水文资资料。海堤工程设计计应具备与工工程有关河口口或海岸地区区的水系、水水域分布、河河口或岸滩演演变和冲淤变变化等资料。。社会经济海堤工程防护护区的社会经经济资料。工程地形地形测量资料料。工程地质地质勘察。2、设计基本资资料潮位影响因素素：潮汐，风暴潮潮，径流量潮汐海水在天体引引潮力的作用用下所产生的的周期性运动动。习惯上将将海水铅直向涨落称潮汐，而海水在平平方向的流动动称潮流。3、设计潮位计计算高潮：潮汐升降的的一个周期中中，海面升至至最高时称为为高潮；低潮：海面降至最最低时称为低低潮。潮差：相邻高潮与低低潮的水位高高度差称为潮潮差。平潮和停潮潮汐大潮和小潮。。3、设计潮位计计算潮汐类型3、设计潮位计计算半日潮日潮混合潮风暴潮洪水3、设计潮位计计算海堤工程设计计高潮位潮位位（水位）海港工程中的设计潮位位包括：设计高水位、设计低水位；极端高水位和极端低水位。海港工程中的的设计高、低低潮位标准资料年限应有多年或至至少完整一年年逐日每小时时的实测潮位位资料。设计潮位的推推算方法设计潮位的推推算采用绘制制高潮或低潮累累积频率曲线线定义：设计潮位是指指水工建筑物物在正常使用用条件下的潮潮位（水位））。3、设计潮位计计算海港工程高潮潮或低潮累积积频率统计步步骤：（1）从潮位资料料中摘取各次次的高潮或低低潮位值，统统计其在不同同潮位极内的的出现次数，，潮位级的划划分采用10cm为一级；（2）由高至低逐逐级进行累积积出现次数的的统计；（3）各潮位级的的累积频率为为年或多年的的高潮或低潮潮总潮次除各各潮位级相应应的累积出现现次数。（4）在方格纸上上以纵坐标表表示潮位，以以横坐标表示示累积频率，，将各累积频频率值点于相相应潮位级下下限处，连绘绘成高潮或低低潮累积频率率曲线，然后后在曲线上摘摘取高潮10%或低潮90%的潮位值。海堤工程设计计高潮位潮位位（水位）海港工程极端高水位和和极端低水位位标准资料年限为了确定极端端高、低水位位，在应用频频率分析方法法进行统计分分析时，要求求应具有不少少于20年的年最高、、最低潮位实实测资料，并须调查历历史上出现的的特殊水位。。极端潮位的推推算方法（1）极值I型分布布（耿贝尔分分布）（2）PIII型分分布(主要应应用在受径流影响的潮汐河口地区)海堤工程设计计高潮位潮位位（水位）与与海港工程中中的极端高水水位推算一致致！！！！！！！3、设计潮位计计算海堤工程设计计高潮位潮位位（水位）计计算——A.年频率分析法法资料收集应用频率分析析方法进行统统计分析时，，要求应具有有不少于20年的年最高实实测资料，并须调查历历史上出现的的特殊水位。年频率分析法法——极值I型频率分析n年最高潮位平均值值：n年最高潮位均方差差：对应不同年频率P（%）对应应的高潮位hp：为年频率P及资料年数有有关的系数，由耿贝尔分布函数求得，一一般利用《海堤工程设计计规范》，《海港水文规范范》中的表直接查查得。实际测量的经经验频率点：绘制出设计高高潮位的理论论频率曲线，，同时绘上频频率点3、设计潮位计计算极值I型分布的分布函函数：超过概率的设设计值公式：：可以采用矩法法、线性矩法法，最小二乘乘法确定u和3、设计潮位计计算PIII曲线的累积频率函数和分布布函数：其中PIII型曲线性质海堤工程设计计高潮位潮位位（水位）计计算——A.年频率分析法法两个基本概念念注意：重现期：T=100/PT是重现期;P是大于或等等于某一潮位位值出现的频频率安全率：假定海堤的设设计使用年限限为N年,则则在使用年限限内出现的潮潮位都小于H50的机率为：F=(1-P%)N可能出现的概概率:q=1-(1-P%)N50年年内出出现50年年一遇遇的潮潮位其其安全全率为为36.4%,危险险率的的为63.6%3、设计计潮位位计算算设计高高潮位位潮位位（水水位））计算算——资料中中有特特大值值时设设计高高潮位位的推推算法法极值I型频率分分析_把n年年的资资料放放大至至N年年的资资料，，计算算其平平均值值、均均方差差以及及与年年频率率P（（%））对应应的高高潮位位hpN年最高潮位位平均均值：N年最高潮位位均方方差：对应不同年年频率率P（（%））对应应的高高潮位位hp：实际测测量的的经验验频率率点：绘制出出设计计高潮潮位的的理论论频率率曲线线，同同时绘绘上频频率点点3、设计计潮位位计算算设计高高潮位位潮位位（水水位））计算算——资料中中有特特大值值时设设计高高潮位位的推推算法法年频率率分析析法——PIII型型分布布(主主要应应用在在受径流影响的的潮汐河口地地区)N年最高潮位位平均均值：N年最高潮位位离差系系数：：偏态系系数对应不同年年频率率P（（%））对应应的高高潮位位hp：实际测测量的的经验验频率率点：绘制出出设计计高潮潮位的的理论论频率率曲线线，同同时绘绘上频频率点点3、设计计潮位位计算算3、设计计潮位位计算算设计高高潮位位潮位位（水水位））计算算——资料短短缺情情况下下设计计高潮潮位的的推算算A、当地5年潮潮位资资料和和邻近近水域域20年以以上潮潮位资资料方法：：“极值值同步步差比比法””求设设计高高潮位位原理：：假定两两地相相同重重现期期的设设计高高潮位位与平平均海海平面面的差差值同同两地地的年年最高高潮位位平均均值与与平均均海平平面的的差值值成正正比。条件：：待求站站和长长期站站之间应应到满满足①潮汐性性质相相似，②地理位位置相相近，③受河流流径流流影响响相似似，④受增减减水影影响条条件相相同。3、设计计潮位位计算算设计高高潮位位潮位位（水水位））计算算——资料短短缺情情况下下设计计高潮潮位的的推算算B、具有连续3个月以以上、、包含含有增增水的的短期期潮(水)位观测测资料料，当不不宜采采用极极值同同步差差比法法计算算，且且待求求站与与邻近近长期期站的的潮(水)位性质质相似似时，，经过过分析析论证证，可可采用用相关关分析析的方方法确确定待待求站站的设设计潮潮(水)位。方法：：相关分分析的的方法法条件：：同AC、对于重重要海海堤工工程，，当缺缺乏实实测潮潮(水)位观测测资料料时，，应设设立临临时潮潮(水)位观测测站，，观测周周期不不应少少于1年。3、设计计潮位位计算算设计高高潮位位潮位位（水水位））确定定1级～3级海堤堤工程的的设计计潮(水)位，还还应对对设计计潮(水)位作分分析研研究。。人类活活动影影响大大或河河床冲冲淤变变化大大的地地区。。洪潮作作用复复杂、、潮(水)位受地地形影影响大大的地地区。。风暴潮潮危害害严重重的地地区。。4级和5级海堤堤工程程的设设计潮潮(水)位，可可根据据海堤堤所在在位置置，由由临近潮潮(水)位测站站设计计潮(水)位结果果内插插确定定。位于河河口区区的海海堤工工程，，应将潮潮(水)位频率率分析析计算算结果果与设设计洪洪(潮)水面线线分析析计算算结果果进行行比较较，选选取较较高值值作为为设计计潮(水)位值。9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Sunday,December25,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。04:13:2704:13:2704:1312/25/20224:13:27AM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2204:13:2704:13Dec-2225-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。04:13:2704:13:2704:13Sunday,December25,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2204:13:2704:13:27December25,202214、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。25十十二二月20224:13:27上上午04:13:2712月月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月224:13上上午午12月月-2204:13December25,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/254:13:2704:13:2725December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。4:13:27上午午4:13上午午04:13:2712月-229、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。04:13:2704:13:2704:1312/25/20224:13:27AM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2204:13:2704:13Dec-2225-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。04:13:2704:13:2704:13Sunday,December25,202213、不知香积积寺，数里里入云峰。。。12月-2212月-2204:13:2704:13:27December25,202214、意志坚坚强的人人能把世世界放在在手中像像泥块一一样任意意揉捏。。25十十二月20224:13:27上午午04:13:2712月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十