海岸沙坝剖面和恢复剖面泥沙运动实验研究

发布时间：2020-04-14 17:08

【摘要】：在海岸浅水地区,波浪是引起泥沙运动的主要动力,波浪进入浅水时,海床上的泥沙开始受到波浪底部水质点运动的作用,当波浪水流对床面的剪切力达到临界值时,泥沙开始运动。在破波带内,波浪破碎引起的紊动使泥沙运动最为活跃,波浪冲刷的泥沙在离岸区堆积形成沙坝,沙坝的形成又使波浪在离岸较远的地方破碎,最后沙坝趋于适应该波况而达到平衡,这样保护了海岸。为了配合分析沙坝运动的机理,本文进行了沙坝海岸泥沙输移特征实验测量和分析,研究针对风暴波况和常浪波况下不同坡度海岸(1：10和1：20坡度)情况进行,主要内容有： (1)风暴波况下沙坝处泥沙输运特征。内容包括悬沙浓度垂向分布,水质点平均流速垂向分布,悬移质通量及谱分析,还有净输沙率和推移质输沙率在沙坝运动过程中的变化。结果表明：悬沙浓度的时间历程和波况相关,规则波作用下基频对泥沙运动起主要作用。波群作用下,对泥沙运动起主要依赖于基频和波群频率,随着波群调制系数δ的增加,波群频率对泥沙运动的贡献越大。输沙也依赖于相对沙坝的空间位置,泥沙浓度沿水深分布在沙坝坝顶和沙坝前后差别不大,泥沙浓度都是随距水底距离增大而减小。但波浪平均水流速在沙坝坝顶和沙坝前后存在差别：沙坝前方和坝顶处平均流速下小上大,但沙坝后方是下大上小。沙坝向岸和离岸运动对平均流速分布影响不大。在同一种波况下,1：10坡度的海岸平均流速和泥沙浓度大于1：20坡度海岸下的平均流速和浓度。在沙坝运动强度类似的情况下,1：10坡度海岸的净输沙和推移质输沙都比1：20坡度海岸净输沙大得多(接近1倍)。净输沙大小和方向与沙坝运动大小和方向成正比和同向关系。推移质输沙由净输沙减去悬移质输沙而得到,大小和方向与沙坝运动大小和方向成正比和同向关系。 (2)常浪波况下泥沙输运特征。风暴波况作用下产生的沙坝在常浪的作用下逐渐消失,坝顶水深逐渐增加,推移质输沙率、悬移质输沙率和总输沙率逐渐减小,到地形稳定时,总输沙接近于0。悬移质浓度垂向分布与风暴波况结果一致,呈现上小下大趋势。推移质输沙和净输沙都为向岸方向,悬移质输沙为离岸方向。净输沙的向岸运动导致泥沙在岸边淤积而形成有滩肩的常浪剖面。 (3)对以上风暴和常浪波况,泥沙输沙率都包括平均水流、短波和长波的贡献,并且平均水流和长波使泥沙离岸输送,短波使泥沙向岸输送,平均水流输沙占主要地位。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P737.1

【参考文献】