海岸沙坝的产生及海岸剖面恢复的研究

发布时间：2020-05-07 09:31

【摘要】：沙质海岸的一个重要性质就是它的动态变化特性,海岸上的泥沙不断地适应经常变化的波浪和水流条件而发生运动,从而引起海滩剖面发生相应的变化,“风暴剖面”和“常浪剖面”之间的变化就是沙质海岸动态变化的一个显著表现。而沙坝和滩肩作为两种剖面的显著特征也就成为了海岸泥沙运动的主要表现形式,研究其变化规律对了解海岸的变化、岸滩的自然防护都有着十分重要的意义。本文通过物理模型实验对风暴波况作用下海岸沙坝的产生和运动规律进行了研究,同时对常浪波况作用下海岸沙坝剖面的消失和滩肩剖面的恢复进行了讨论。主要内容包括： (1)讨论了不同水槽宽度(25cm,35cm,45cm,70cm)对风暴剖面的影响,研究了规则波和波群作用在1:10和1:20坡度的海岸模型产生的沙坝剖面沿水槽宽度方向存在横向倾斜的特征。实验中发现,水槽宽度为45cm和70cm时,沙坝剖面存在沿水槽宽度方向的横向倾斜,讨论了水槽宽度对这种横向倾斜的影响时,发现水槽越宽沙坝剖面的横向倾斜越剧烈,这种倾斜的存在也使得沙坝的离向岸振荡运动更剧烈。当水槽宽度为25cm和35cm时,不存在沙坝倾斜的问题。 (2)研究了风暴波况作用下沙坝剖面的运动特征。规则波的结果发现对不同的初始坡度(1:10、1:15和1:20坡度),在波高小于H=14.5cm时,沙坝是向岸的运动趋势并伴随着向岸和离岸往复振荡位移,波高大于H=14.5cm时,沙坝是离岸运动的。不同调制系数(0.25、0.5、1.0)波群情况下,在较小的有效波高(H_(1/3)=9cm)作用下,沙坝呈向岸运动趋势；在较大有效波高(H_(1/3)=13cm)作用下,沙坝呈离岸运动趋势。在向岸和离岸运动,沙坝也存在往复振荡运动,振荡幅值和振荡次数小于规则波。较小调制系数(0.25)作用下沙坝往复振荡运动,振荡幅值和振荡次数大于大调制系数情况。 (3)研究了常浪波况下沙坝剖面的消失和滩肩剖面恢复运动。1:10和1:20坡度下沙坝剖面的总恢复时间分别是13.5h和17.5h,换算成实际时间分别为67.5h和87.5h。研究发现恢复过程中沙坝并没有发生运动,而是随着泥沙的向岸输运,逐渐被削平最终消失的形变,沙坝剖面恢复形成带有滩肩的平衡剖面。实验中发现坡度越缓,形成的滩肩就越大,整个剖面的恢复效果越好。 (4)研究了恢复后海岸平衡剖面的特征。发现形成的平衡剖面只依赖于泥沙粒径和常浪期波浪系列,不受原始海岸坡度、不同形状的海岸侵蚀和水槽宽度的影响,最终的平衡剖面符合Dean提出的指数型海滩平衡剖面曲线。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P737.1

【参考文献】