海岸工程内容回顾课件VIP

1、海岸工程内容回顾海岸工程内容回顾海岸工程海岸工程：为了海岸防护、海岸带资源开发和空间利用所采取的各种工程设施。主要包括：海岸防护工程、海港工程、河口治理工程、海上疏浚工程、围海工程等等。海岸工程内容回顾港口 港口是具有水陆联运设备和条件，供船舶安港口是具有水陆联运设备和条件，供船舶安全进出和停泊，是水陆交通的集结点和运输枢纽全进出和停泊，是水陆交通的集结点和运输枢纽。海岸工程内容回顾港口分类 按所处位置分，有河口港、海港和河港等。按所处位置分，有河口港、海港和河港等。 河口港：河口港：位于河流入海口或受潮汐影响的位于河流入海口或受潮汐影响的河口段内，如鹿特丹港、伦敦港、上海港等。河口段内，如鹿

2、特丹港、伦敦港、上海港等。 海海 港：港：位于海岸、海湾或泻湖内，也有离开位于海岸、海湾或泻湖内，也有离开海岸建在深水海面上的，如香港、大连港等。海岸建在深水海面上的，如香港、大连港等。 河河 港：港：位于天然河流或人工运河上的港口，位于天然河流或人工运河上的港口，包括湖泊港和水库港。包括湖泊港和水库港。 海岸工程内容回顾全球前全球前1515名中，有名中，有1212个亚洲港口，个亚洲港口，3 3个欧洲港口。个欧洲港口。海岸工程内容回顾河流与港口的关系 在各类港口中在各类港口中, ,发展最好的就是河口港发展最好的就是河口港, ,因为河口处水陆交通便因为河口处水陆交通便利利, ,内河水道往往深入内

3、地广阔的经济腹地内河水道往往深入内地广阔的经济腹地, ,承担大量的货流量承担大量的货流量, ,故世故世界上许多大港都建在河口附近界上许多大港都建在河口附近, ,如鹿特丹港、伦敦港、上海港等。如鹿特丹港、伦敦港、上海港等。 河口港的特点是河口港的特点是, ,码头设施沿河岸布置码头设施沿河岸布置, ,离海不远而又不需建防离海不远而又不需建防波堤波堤, ,投资省投资省, ,效益高效益高. . 所以一般水运条件好的河流都会孕育出大城市所以一般水运条件好的河流都会孕育出大城市, ,比如说我国的长比如说我国的长江、珠江江、珠江. .海岸工程内容回顾海岸线、海岸带与海岸海岸线：海洋与陆地是地球表面的两个基本

4、单元，它们之间被一条明显的界限分开，这条海与陆相交会的界线就是海岸线，通常指海岸与大潮平均高潮面的交线。 海岸工程内容回顾海岸带在波浪、潮汐、海面波动、地壳运动和气候变化等动力因素综合的作用下，海岸线的两侧具有一定宽度的条形地带不断不断发生变化发生变化，这个地带称为海岸带。包括：潮上带、潮间带、潮下带、河口、港湾、海涂。海岸工程内容回顾海岸海岸：现在海陆之间正在相互作用着和过去曾经相互作用过的地带。海岸包括：后滨、后滩、前滨、滩面、外滨、滨面。海滨是与海直接接触的一狭条地带，介于海岸线与低潮海滨线之间，未固结的沉积物所组成的海滨。海岸工程内容回顾海岸类型海岸：海陆交汇的地带，内、外营力作用明显

5、的场所。主要分为：基岩海岸、砂（砾）质海岸、淤泥质海岸、生物海岸。海岸工程内容回顾基岩海岸：又称港湾海岸，主要由地质构造活动及波浪作用所形成。其特征为地势陡峭，岸线曲折，水深流急。海岸工程内容回顾砂（砾）质海岸，又称堆积海岸，由平原的堆积物质被搬运到海岸边，又经波浪或风改造堆积而成。其特征为：组成物质以松散的砂（砾）为主，岸滩较窄而坡度较陡。海岸工程内容回顾淤泥质海岸，又称平原海岸，主要由河流携带入海的大量细颗粒泥沙在潮流与波浪作用下输运、沉积而成。其特征为：岸滩物质组成多属粘土、粉砂等；岸线平直，地势平坦。海岸工程内容回顾生物海岸包括珊瑚礁海岸和红树林海岸。前者由热带造礁珊瑚虫遗骸聚积而成；

6、后者由红树科植物与淤泥质潮滩组合而成。生物海岸只出现在热带与亚热带地区。 海岸工程内容回顾海岸环境特征海岸是海洋与陆地的衔接地带，是自然界水圈、岩石圈、大气圈与生物圈相互作用最频繁、最活跃、最剧烈的地方。是具有不断变化的生物、化学及地质特征的动态区域，遭受自然灾害最严重的地带。它同时兼有海、陆两种不同属性的环境特征。海岸工程内容回顾（1）河流影响显著河流入海泥沙是近海沉积和岸滩堆积、推进的主要物质来源。大量泥沙沉积在河口三角洲地区，再加上河流入海口的变迁以及波浪、潮流等动力因素的作用，促使三角洲地区海岸线发生巨大的变化。海岸工程内容回顾（2）波浪作用显著当波浪冲击海岸时，造成岸滩的侵蚀与后退，

7、砂（砾）质海岸尤为严重。我国大区段的海岸侵蚀现状是长江口以北相对较南方为重。前者主要由于沿海供沙量减少经浪的作用造成；后者主要因强潮、台风浪以及风暴潮的作用造成的。海岸工程内容回顾（3）潮汐作用在无潮海或潮差很小的弱潮海区，海岸所受波浪的冲蚀作用范围，取决于本地区的波浪尺度；在有潮海或潮差大的强潮海区，潮位的变化幅度拓宽了波浪对海岸的冲蚀范围。海岸工程内容回顾风暴潮由热带气旋或温带气旋行近大洋边缘的大陆架浅水海域沿岸所导致的潮位异常升降运动。风暴增水与当地天文大潮的高潮相遇时，潮位暴涨使海塘溃决，海水漫侵，港口作业瘫痪，同时伴有狂风、巨浪、暴雨等多重效应。海岸工程内容回顾寒潮与海冰寒潮 由于冷

8、空气的入侵，使气温在24小时内剧降10以上，而且在这一天内最低温度又在5以下，称为寒潮。在长江中下游地区，强冷空气南下，造成48小时内气温下降10以上，也称为寒潮。海岸工程内容回顾寒潮的特点特点：在寒潮和强冷气的前锋到来后，往往出现6-8级偏北大风，阵风在10级以上，并伴有雨、雷、冻雨或冰冻。寒潮大风所引起的风暴潮对港口、航道以及海堤均构成一定的威胁。海岸工程内容回顾海冰由于受强冷空气或寒潮侵袭，使气温急剧下降15-20，导致渤海及黄海北部沿岸不同程度的海水结冰现象。我国海冰灾害主要发生在渤海。海岸工程内容回顾地震与海啸地震以及由于地震引起的海啸造成的危害，对太平洋及地中海沿岸许多国家，尤其是

9、这些地区的经济建设和生命财产具有严重的威胁。地震与地震海啸时是地壳最新构造运动的表现形式之一，分布于新生代以来的造山带或活动构造带。海岸工程内容回顾地震世界上广泛采用里氏震级M来表示地震的大小，目前地震烈度是由人为判定的。中国海岸带处于西太平洋地震带范围，地震频率高、震级大。海岸工程内容回顾海啸海啸是由海底地震、海底或海岛火山爆发、海岭崩塌或滑坡引起海水振动而形成的巨浪。分为远洋（越洋）海啸和近海（本地）海啸；前者可使远隔重洋的彼岸沿海遭受其危害，后者生成源地与其造成的危害同处于一地，无法预警，危害更为严重。海岸工程内容回顾海岸防护工程定义：海岸防护工程是指为了海岸防护的目的，建筑不同类型的海

10、岸建筑物或采取其他海岸防护措施。功能：主要是防止海滩侵蚀、稳定海岸线、对海滨的后滨部分或填筑陆域提供保护以及保护生命和社会财产安全的最基本防卫措施。海岸工程内容回顾主要建筑物：丁坝、离岸堤、护岸和海堤等海岸建筑物，以及人工海滩补沙措施。 海岸工程内容回顾我国沿海还有不少岸段的海岸防护工程是由丁坝与顺坝亦即离岸堤组成，也有由若干个丁坝群构成，或由若干个不连续的离岸堤构成。海岸工程内容回顾丁坝群只是阶段或减少沿岸输沙，从而达到减少本地区的海岸冲蚀；但由于搬运泥沙的动力条件波浪与潮流没有改变，亦即沿岸输沙能力未改变，所以本地区改善的结果将导致其下游区段的海岸冲蚀。沿岸不连续的离岸堤或称岛堤可起到防浪

11、作用，使其堤内的沿岸流大大减弱。海岸工程内容回顾海港工程为沿海兴建水陆交通枢纽海港所建筑的各种工程设施，包括码头、防波堤、修造船建筑物、陆上装卸、仓储、运输设施和港池，进港航道及其导航设施等。海岸工程内容回顾河口治理工程根据排洪、航运、灌溉、围垦等需要，采取整治、疏浚和其它措施改造河口入海段的工程。治导建筑物：导堤、丁坝、顺坝、 潜堤疏浚机一般是采用自航耙吸式挖泥船海岸工程内容回顾海上疏浚工程用挖泥船和其它疏浚机进行海上的开挖、吹填和采掘工作。通常用于河口航道疏浚、港口疏浚、海堤和海滩吹填都是海岸工程和近海工程的重要技术措施之一。海上开挖作业：运河、河口航道、港口航道和泊地的开挖、浚深和维护，

12、各种海工建筑物基坑、海底输油管线或电缆沟的开挖。采掘作业：清除污染物质，改良海底土质以及采集海底矿产、建筑用砂等。海岸工程内容回顾围海工程在沿海修筑海堤围割部分海域的工程建设，以挡潮防浪、控制围区水位、满足农垦、制盐、蓄淡、养殖、工业用地及发电、航运等要求。分类：顺岸围垦、海湾围垦、河口围垦主要建筑物：海堤、水闸等海堤海堤水闸水闸海岸工程内容回顾丁坝是与堤岸相接，呈“T”字形延伸向海的保护堤岸水土的建筑物。丁坝分三部分 海岸工程内容回顾离岸堤在海岸线外一定距离的海域中建造大致与岸线相平行的防波堤，在海港工程中称为岛式防波堤；而在海岸防护工程中称为离岸式防波堤，简称离岸堤。通常，岛式防波堤建于较

13、深的海域，以使其后侧有足够的港口水域面积；而离岸堤则建于离海岸线较近的浅水海域，以形成对海滩的有效保护。海岸工程内容回顾离岸堤可为单堤，也可布置为间断的形式，即每两道短堤间有一口门。口门宽度要根据岸线变形条件、水深条件、波浪条件（波高、波周期、波向）与海滩状况（泥沙粒径、海滩坡度）等条件来设计。海岸工程内容回顾离岸堤后的淤积形态波浪经离岸堤绕射后，在离岸堤与岸线间掩护区内波高减小，沿岸输沙能力也随之减弱。自上游侧输入的泥沙将在离岸堤后沉积下来，使该处的岸线逐渐形成突出的沙嘴。海岸工程内容回顾随着沙嘴的发育，其作用将与丁坝相似，造成其上游侧岸滩的淤积。当离岸堤的长度相对其离岸距离足够大时，沙嘴将

14、发展成为与堤相连的连岛沙坝。海岸工程内容回顾护岸和海堤护岸或海堤是建造在海滩较高部位用来分界海滨陆域与海域的建筑物，它的走向一般大致与海岸线平行。以挡土为主以挡土为主的建筑物称的建筑物称为护岸，主为护岸，主要指河道两要指河道两侧的建筑侧的建筑保护陆域及保护陆域及陆上建筑物陆上建筑物免遭海水浸免遭海水浸淹和海浪破淹和海浪破坏为目的的坏为目的的建筑物称为建筑物称为海堤海堤根据功能划分根据功能划分海岸工程内容回顾护岸和海堤只能保护其后侧的海岸陆地，对于其前方的海滩并不能起到防止或减弱侵蚀的作用，甚至还会使前方的海滩侵蚀加剧。现在提倡建设生态型护岸，集防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体。海岸

15、工程内容回顾人工海滩补沙对于海滩侵蚀最自然的对策，是从海中或陆上采集合适的沙补充到被侵蚀的岸滩上。对下游岸滩对下游岸滩影响小，生影响小，生态效应好态效应好仍会被侵蚀，仍会被侵蚀，需要每隔几年需要每隔几年进行补沙进行补沙海岸工程内容回顾人工海滩补沙 人工人工海滩补沙通常适用于侵蚀型海岸的一种工程措海滩补沙通常适用于侵蚀型海岸的一种工程措施，即从海中或陆上的沙源采沙后填筑于海滩上，以弥补被侵蚀施，即从海中或陆上的沙源采沙后填筑于海滩上，以弥补被侵蚀的泥沙，防止海岸线后退。应该说这是最自然而简单的海岸防护的泥沙，防止海岸线后退。应该说这是最自然而简单的海岸防护措施，然而与护岸、丁坝和离岸堤等相比，却

16、是一种较新的技术措施，然而与护岸、丁坝和离岸堤等相比，却是一种较新的技术方法。由于对海滩进行人工补沙一般是经济而有效的方案，且对方法。由于对海滩进行人工补沙一般是经济而有效的方案，且对相邻海岸地区的影响又较小，因此已日益普遍地被各国所采用。相邻海岸地区的影响又较小，因此已日益普遍地被各国所采用。天津首个人工海天津首个人工海东疆港区人工海滩东疆港区人工海滩海岸工程内容回顾旁通输沙旁通输沙可视为人工海滩补沙的一种特例。当潮汐汊道或突堤等人工建筑物截断或部分截断沿岸输沙后，其下游侧的岸滩将发生冲刷。对下游侧的侵蚀岸滩，可采用人工海滩补沙措施，而若利用堆积在上游的泥沙，并以机械运送方式，如岸边吸泥泵站

17、和输泥管线直接把泥沙输送到下游岸滩，即称为旁通输沙。海岸工程内容回顾海岸侵蚀的原因 人为人为自然自然 海岸侵蚀的原海岸侵蚀的原因是多方面的因是多方面的沿岸输沙沿岸输沙风力输沙风力输沙近岸泥沙供给量变化近岸泥沙供给量变化风暴波浪风暴波浪水力水力输沙输沙沿岸输沙被拦截沿岸输沙被拦截天然海岸防护的变动天然海岸防护的变动开采资源使陆地下沉开采资源使陆地下沉海平面上升海平面上升海滩采砂海滩采砂海岸工程内容回顾海岸防护设施的选择丁坝群适宜于建造在以沿岸输沙为主，且输沙主导方向明显（即主要为单向输沙）的情况。离岸堤主要适于以横向泥沙运动为主的海岸，对于拦截沿岸输沙也是有效的。海岸工程内容回顾人工海滩补沙主要

18、适用于横向泥沙运动为主，而不适用于沿岸输沙强的情况。为了海岸防护的目的，护岸不宜单独采用，而是常与丁坝系统或是人工海滩补沙措施等综合使用。海岸工程内容回顾丁坝的种类丁坝按透沙性可分为基本不透沙和透沙两种；按坝顶高程可分为高丁坝和低丁坝；按其长度可分为长丁坝和短丁坝；大部分丁坝为固定式建筑物，但也有少部分为可活动结构。海岸工程内容回顾沿丁坝长度，通常可分为三段：海岸工程内容回顾透沙丁坝透沙丁坝也即是透水丁坝，它的目的是允许部分被截的沿岸输沙通过丁坝，以减缓坝后的冲刷。透水透沙的目的也可以通过降低坝顶高程来实现。海岸工程内容回顾破波带波浪进入浅水地区以后，波要素不断发生变化，波形的不对称性随水深的

19、渐减而渐增，终致失去稳定而发生破碎。自发生破波的外缘至岸边线的区域称为破波带。在破波带中，波浪的作用强烈,能量损耗巨大。由于很多海岸工程均位于破波带范围以内，加上沿岸输砂率亦以破波带为最强，因此，破波问题的研究，自然地成为波动理论与海岸工程研究的一个重要课题。海岸工程内容回顾保滩促淤丁坝保滩丁坝专指建造在海堤前，防止海堤堤脚被冲刷以保护海堤基础的丁坝；促淤丁坝主要指建造在坡度平缓的淤泥质滩地上，促使滩面淤高以符合围海开发要求的丁坝。海岸工程内容回顾丁坝的结构型式斜坡式抛石结构为最常见的丁坝型式。水深较小处的丁坝坝身，其坝心部分可采用袋装砂来代替块石，以节省投资。根据波浪作用的强弱程度，丁坝的坝

20、顶最小宽度为12m。为防止丁坝坝体两侧受到越顶水流冲刷影响而发生块石坍落，丁坝须有护底措施，因此在斜坡式丁坝的坡脚外至少有2m宽的抛石护底层。坝头处冲刷较严重，护底层的宽度应小于5m。海岸工程内容回顾波浪定义：江河湖海上起伏不平的水面。液体波动中的波面高度形成势能，向前传播产生动能，这种由于液体波动过程中产生的能量直接关系到人们生命安全，甚至海岸工程建设等。目前主要采用理论手段解决问题。海岸工程内容回顾波浪运动理论波浪运动理论主要分为：小振幅波理论和有限振幅波理论，后者包括余摆线波理论和斯托克斯波理论；在浅水区，有椭圆余弦波理论和孤立波理论。海岸工程内容回顾有限振幅波有限振幅波系指：Stoke

21、s波、摆线波、椭圆余弦波和孤立波。Stokes波、摆线波和椭圆余弦波属于周期波，即波面于静止水平上下作周期性的波动；孤立波属于移动波，其波面处于静止水平以上，波形向传播方向推移。小振幅波属于线性波动，而有限波属于非线性波动。小振幅波、Stokes波和摆线波属于短波，椭圆余弦波和孤立波属于长波。海岸工程内容回顾小振幅波动的总能量为 在单位水柱内有218EgH L218EgH海岸工程内容回顾孤立波孤立波是一种移动波，其水质点具有一个与波浪传播方向相同的位置，在任一时刻的任一断面上，沿水深的各质点具有几乎相同的速度。它在传播过程中波形保持不变，且波面全部在静水面以上波动。海岸工程内容回顾海岸工程内容

22、回顾波浪折射当波浪斜向行近海岸时，在同一波锋线上的波浪，深水处的波速较大，浅水处的波速较小，因而波峰线将渐趋于平行于岸线转折，此即波浪折射现象。在波向转折的同时，由于相邻二波向线之间的距离也产生变化，将对波高变化也产生影响。海岸工程内容回顾波浪绕射波浪在传播过程中遇到障碍物，除可能在障碍物前产生波浪反射外，还将绕过障碍物继续传播，并在掩护区内产生波浪扩散，这种现象称为波浪绕射。波浪绕射是波浪从高能量区向低能量区进行重分布的过程。因此，绕射区的波浪在同一波峰线上的波高是不等的，愈深入掩护区内的波高愈小，但波周期保持不变。海岸工程内容回顾波浪反射在波浪传播过程中如遇地形的突然（或迅速）变化或遇建筑

23、物的阻挡，即会产生波浪的反射。反射角与入射角相等，如同光反射。反射波高HR与入射波高HI之比称为反射率KR，通常1，其值视建筑物的形式而异。海岸工程内容回顾波浪破碎波浪破碎是由于波浪在发展和传播过程中局部能量过大而使波浪运动难以继续维持而发生的运动不再连续的现象，它在深海和浅水区均可发生。海岸工程内容回顾波浪在水流中的变形海浪在传播过程中经常伴随有水流现象，这种水流可为潮流、风吹流、梯度流、入海河道径流的扩散以及密度流等。当水流很强时，波浪与水流的相互作用将影响各自的传播特性。即波浪要素将产生变形，其传播方向将发生折射；而水流的流速分布也将发生变化。海岸工程内容回顾风暴潮风暴潮是指由强烈的大气

24、扰动（热带风暴或温带风暴）所引起的海面异常升高现象。在离岸大风强烈作用下，沿岸水位会产生异常下降，称为负风暴潮。海岸工程内容回顾 近海流海水的水平运动分为两类：一是由潮汐作用产生的水体流动，称为潮汐，其运动具有周期性和往复性。二是由其它各种水文气象因素而产生的水体流动，称为海流，其流动没有周期性。海岸工程内容回顾海流产生原因：（1）密度差引起的密度流，由于温差或含盐量不同造成；（2）水面坡降引起的倾斜流或梯度流，由于气压或其它动力因素造成；（3）风力对水体表面剪切力作用引起的漂流或吹流；（4）波浪在浅水区变形及破碎而形成的近岸波浪流。海岸工程内容回顾旋转流此时潮流在平面图上随时间的运动方向是逐渐改变并成为旋转运动，这是由两个或多个波系斜交或正交干涉而形成的。波系的干涉可因两个不同方向波系同时传入干涉或因地球自转效应产生横向振动，从而使主波系与横向派生波系相干涉形成。前者的旋转性需视不同波系的干涉情况而定，其旋转性并无定向性；后者的旋转具有定向性；在南半球相反，形成逆时针旋转流。海岸工程内容回顾一、运动方程 xgvxyuvxuutu sin2y