上海海事大学海岸工程学培训资料
海岸工程学
1.海岸动力要素有哪些?对海岸工程有哪些影响?答:波浪、潮汐、潮流、风暴潮、台风、海冰、海啸。
近岸波浪对海岸的压力可达到每平方米30-50t,对海岸工程、沿岸设施的破坏是毁灭性的,有时海岸还会携带大量泥沙进入海港、航道,造成淤塞等灾害,海岸在风暴中被侵蚀的物质一部分被带到水下岸坡堆积起来改变水下沙坝的高度;一部分由沿岸流输移而发育成沙嘴并改变沙嘴方向,同时海岸的韵律地貌也因环流包的强度和大小的变化而有相应的变化,使滩角的间距明显增大,暴风浪过后波浪向岸的质量传输所引起的泥沙向岸输移。
又缓缓地重新塑造成与此时的波浪相适应的海滩形态。
2.海岸的类型以及特点?答:基岩海岸、淤泥质海岸、沙质海岸、三角洲海岸、珊瑚礁海岸、红树林海岸.基岩海岸特点:岸线曲折、岬湾相间,深入陆地的港湾众多,岸滩狭窄;大量的沿岸岛屿常在沿岸和港口一带形成水深流急的通道,使许多港口和深水岸段受到一定程度的掩护;岸滩狭窄、坡度陡、水深大,许多岸段5~10 m等深线逼近岸边。
砂质海岸特征是:岸滩组成物质以砂、砾为主,岸滩较窄,坡度较陡;堆积地貌类型多,常伴有沿岸沙坝、潮汐通道和潟湖,有一定的水深和掩护条件。
红树林海岸特点:分布在低平的堆积海滩上,主要是在背风浪而且正在向海伸展的淤泥质海滩上。
红树林对护岸保滩、促淤助涨、降低沿岸泥沙流容量,维持深水航道等方面都有积极意义。
3.波浪在近岸流水域传播有那些变形现象?为什么?答:浅化、破碎、反射、折射、绕射。
波浪浅水变形开始于波浪的第一次“触底”,这时的水深约为波长的一半,随着水深的减少波长与波速逐渐减小,波高逐渐增大,当深度减小到一定程度时出现各种形式形式的破碎,随着水深变浅,如果波向与海底等深线斜交,波向将发生变化,及产生折射。
波浪在传播中遇到障碍物如防波堤、岛屿或大型墩柱时,出可能在障碍物前产生波浪放射外还将绕过障碍物继续传播,并在掩蔽区发生波浪扩散,这是由于掩蔽区内波能横向传播所造成,称之为折射。
上海海事大学-海岸工程学-第3.2章海堤3(海堤结构计算)
计算参数
百年一遇高潮位hP=3.10m 风速VZ=34.5m/s 风区长度D=1333m 安全超高A=0.5m,允许越浪 堤前水深d=hP-h滩=3.1-(-0.2)=3.3m 波高累积频率F%=1% 现状堤顶高程Ha=4.5m 现状防浪墙高程H=5.4m
➢堤顶高程复核式:ZP=hP+RF+A
1.设计波浪推算:由当地风场要素推算波浪要素
<0.125 H13%
注意:裴什金法也可以用在浆砌块石厚度,不过
浆砌块石厚度计算时,H均取H13%.
A 砌石护坡厚度计算
(3)《海堤工程设计规范》法(P113)
➢干砌块石护面
t K1 b
HL 3 mH
m cot
A 砌石护坡厚度计算
(3)《海堤工程设计规范》法(P113)
➢干砌条石
t 0.744 b
➢上、下坡度一致
➢上平下陡 ➢下平上陡
上述计算公式的使用范围是: • m(上)=1~4 • m(下)=1.5~3 • Dw/L=-0.067~0.67 • B/L<=0.25
应用在平台在静水位附近。堤坡断面均为斜 坡,对于上下断面中含陡墙的不适用。
D 堤前有压载时的爬高计算
计算步骤: • 先计算无压载条件下的爬高; • 将所得爬高值乘以压载修正系数; • 当dw/H<=1.5,M<=1.5时候,还要考虑dw的影响.
幅度的计算方法。且采用函数关系,方便 电算;
正向规则波在斜坡上的水位变化,包括爬高和 回落
正向规则波在斜坡上的水位变化,包括爬高和回落
R K R1H
K 是糙R率1系数K1 th(0.432M ) (R1 )m
R1 坡是数KMm有=1关,H=11m时( 候L波)浪1/ 爬2 (高th或2降深d,)与1斜/ 2
上海海事大学港航海岸动力学
海岸动力学上海海事大学2007106130041. 波浪分类:1按形态分布分规则波和不规则波2按波浪是否破碎分破碎波、未破碎波和破后波3按水深分h/l<0.05为浅水波;0.05≤h/l ≤0.5为有限水深波;h/l>0.5为深水波2. 波浪运动的描述方法:欧拉法、拉格朗日法3. 波理论的简单描述:微幅波理论和斯托克斯波理论(有限水深波理论)4. 波浪描述的参数:(基本参数)空间尺度包括波高H ,振幅a ,波面η,波长L ,水深h ;时间尺度包括波周期T ,波频率f=1/T ,波速c=L/T 。
(复合参数)波动角频率σ=2π/T ,波数k=2π/L ,波陡δ=H/L ,相对水深h/L 或kh5. 波理论假设:1流体是均质和不可压缩的,其密度为常数2流体是无粘性的理想流体3自由水面的压力是均匀的且为常数4水流运动是无旋的5海底水平不透水6流体上的质量力仅为重力,表面张力和柯氏力可忽略不计7波浪属于水平运动,即在xy 平面内做6. 波动方程:拉普拉斯方程 伯努利方程边界条件7. 微服波控制方程: 自由水面波面曲线:η=2H cos(kx-σt);自由表面边界条件:σ2=gktanh(kh)弥散方程 弥散方程:表面波浪运动中角频率σ、波数k ,水深h 之间的相互关系推导:L= π2gT 2tanh(kh);c=π2gT tanh(kh);c 2=kg tanh(kh)——σ=2π/T ;k=2π/L ;c=L/T 8. 迭代法求波长9. 名词解释:弥散(色散)现象:当水深给定是,波的周期越长,波长也越长,这样就使不同波长的波在传播过程中逐渐分散开来。
这种不同波长或周期的波以不同速度进行传播最后导致波的分散现象称为波的弥散(或色散)现象10. 深水波和浅水波:根据双曲函数图像深水波:潜水波:11. 水质点运动方程:12. 轨迹为一个封闭的圆,在水底处b=0,说明水质点沿水滴只作水平运动。
在深水情况下,运动轨迹为一个圆,随着指点距水面的深度增大,轨迹圆的半径以指数形式迅速减小。
上海海事大学海岸工程学
2020年5月29日星期五
第四章 防波堤工程
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•4.1 概 述 •4.2 斜坡式防波堤 •4.3 直立式防波堤
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•港口组成
•水 域
•港内锚地
•港内锚地
•进 港航 道
•大连港
•防波 堤
•
•陆域
•某鱼港防波堤布置平面图
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•某港区防波堤工程
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•4.1 概 述
•通过前面的介绍,我们知道当建港的天然海域不能满足其掩 护与泊稳需求时,工程上用防波堤圈围一个平稳的水面,将港 内水域与外海隔开,使港内水域具有更好的掩护和泊稳条件。
•(3) 适用范围:
•水深较大,波浪小,无防砂要求的水库港、湖泊港。
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•透 空 式
•箱 式
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•2、浮式防波堤:•由有一定吃水深度的浮排和锚链系统组成。
•(1) 优点:
•不受水深,地质条件的限制; •易拆除,易修建,较经济。
•(2) 缺点:
•锚链设备复杂,可靠性差,易起锚,不能阻止泥沙进入港 内,不能减少水流对港内水域的影响。
•(3) 适用范围:
•适用于水深不大(<10-20m),当地材料价格便宜,地基较软的情 况。
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•(二)直立式: •一般由墙身、上部结构和基础组成。临港和临海两侧均 为直立墙,底部基础多采用抛石基床,水下墙身一般采用 混凝土沉箱。
•
•
•(1) 优点:
•a、与斜坡式相比,材料用量少; •b、不需要经常维修; •c、堤内侧可兼作码头,适用方便。
•(3) 适用范围:
•波陡大,水位变幅比较大的渔港或作临时防护。
•
•3、喷气式、喷水式防波堤 :
•原理:使波长变短,波陡变大,直到波浪破碎,消耗波能。
海岸工程复习资料
海岸⼯程复习资料1.海岸带定义:海洋与陆地相接的地带,是⾃然界⽔圈、岩⽯圈、⼤⽓圈和⽣物圈四个圈层相互作⽤最频繁、最活跃之处,具有独特的兼有海、陆两种不同属性的环境特征。
海岸线:也叫海滨线,专业技术⾓度称海岸与海滨之间的边界线,⽇常叫做⽔、陆之间的分界线。
海岸线是平均⼤潮⾼潮的痕迹线所形成的⽔陆分界线。
海岸:从海岸地貌学⾓度讲,海岸或海滨是指现在海、陆之间正在相互作⽤着和过去曾经相互作⽤过的地带。
因此海岸除包括现在的海岸带外,还包括上升或下降的古海岸带。
2.海岸带类型:A、基岩海岸 B、砂砾质海岸C、淤泥质海岸D、红树林海岸 E、珊瑚礁海岸A、基岩海岸特点;岸线曲折,岬湾相间,侵蚀和堆积交错变化;岸坡陡峭,岸滩甚窄,地形横向变化显著;海岸动⼒因素以波浪为主,在不同⾼度上海蚀形态发育。
B、砂砾质海岸特点:岸线平直,岸滩较基岩段宽,岸坡⽐较缓;堆积地貌发育,常伴有岸坝和离岸坝构成的沙坝构成泻湖形态;以波浪为主要动⼒因素,泥沙有沿岸运动和横向运动。
旅游佳地。
C、淤泥质海岸特点:岸线平直,坡度⼗分平坦,⼀般在1‰左右;潮滩发育,潮滩地貌单调,从陆向海有明显的分带性;组成物质⽐较细,中值粒径⼩于0.06毫⽶,主要由粘⼟、粉沙质粘⼟、粘⼟质粉沙和粉沙组成;潮流与波浪作⽤显著,常以潮流作⽤为主,潮滩冲淤变化频繁。
D、红树林海岸特点:红树植物在淤泥质海岸发育最好,在珊瑚礁后缘的洼地或陆源碎屑和⽣物屑混合堆积物上以及砂⼟上也能⽣长;红树林形成群落并具有明显的分带性,由陆向海可以划分为陆⽣植物带、半红树林带、滩地红树林带和⽔下岸坡上部带;红树林有明显的消浪、阻流、促淤作⽤,其间潮沟系发育,是海洋⽣物栖息的优良场所。
E、珊瑚礁海岸特点:是鸟类和其他⽣物栖息的场所,也是海中⼀种景观,可发展旅游业。
3.我国海岸带的环境特征:A、季风控制下的过渡性⽓候:季风⽓候特点显著、过渡性⽓候特点、⽓象要素变化剧烈、灾害性天⽓频繁 B、⼟壤、植被的地带性和⾮地带性:地带性----与纬度有关,⾮地带性---与本地区的⼩⽓候有关,平⾏于海岸 C、⼤陆与海洋作⽤强烈:陆相作⽤因素:径流和泥沙;海相作⽤因素:潮汐、⿊潮、风浪和涌浪、海啸;其他因素:⽓候、海域地形、⼊海河流等 D、⼈类活动影响显著:⼈类活动对上游流域的影响:径流和⼊海泥沙;海岸⼯程对海岸带的影响:建港、丁坝、挡潮闸、围垦4、海岸带冲淤变化的影响因素:A、海平⾯上升B、河流改道C、波浪作⽤以及沿岸流D、潮流作⽤E、风⼒搬运F、⼈类活动影响海岸侵蚀:1、在有沿岸泥沙运动的海岸修建丁坝或突堤,⼲扰海岸的冲淤积2、围海⼯程3、河⼝建闸4、⽆序开采海岸带资源5. 海岸防护:保护海岸线免遭波浪,⽔流的侵蚀和防⽌风暴潮对滨海地区的袭击。
上海海事大学 海岸工程学 第3.2章海堤2(海堤构造)
(2)一般情况下 地质条件较差、堤身相对较高的堤段,海堤断面宜 选择斜坡式; 地基条件较好、滩涂面较高的堤段,或者有软弱土 层存在,但经地基加固处理后在经济上合理的堤段, 海堤断面宜选择陡墙式; 地质条件较差、水深大、受风浪影响较大的堤段, 海堤断面宜选择混合式。
防止或减小越浪
斜坡式海堤分类:
单坡指坡度自上而下只有一种; 折坡指坡面有一折点,折点的上、下为两种不同的坡度; 复坡是在坡面的某一高程上设置平台,构成复式斜坡。
复坡的平台高程一般在高潮位附近。
有利的方面包括:堤身稳定、对坡面上的波浪 爬高有比较大的影响 注意点:平台转弯角度出的波能集中处要加强 防护措施。
护坡的主要作用:保护堤身填土免受风浪、潮流的冲 刷,同时防止雨水的侵蚀.
护坡基本要求:
A 在波浪潮流作用下,护坡能够稳定安全,因此要有 足够的重量和厚度 B 护坡下设置反滤层或者过度层防止因堤内渗流而流 失堤土 C 要有足够的保护范围
D 因就地取材、施工简单、便于维修、造价经济
护坡种类
A B C D E 块石(抛石,干砌和浆砌) 混凝土块体 沥青混凝土 人工块体 水泥土、草皮等
D15 5 d 15
D15反滤层材料粒径 d85被保护层粒径
问题:D15的意义:颗粒分布曲线的百分数,是小于某粒径的重量 百分比。 美国: 在抛石护坡与堤身之间设置反滤层 在最大波高<1.2m, D85反滤层材料>=2.5~3.8cm, 最大波高<3.0m,且>1.2m时候, D85反滤层材料>=3.8~5.0cm, 规律:波高大,反滤层粒径比较粗,厚度大 .
上海海事大学海岸工程学课件
分析当地经济发展状况、产业结构及未来趋势,预测港口吞吐 量,以满足未来经济发展需求。
考虑港口建设对当地社会、环境的影响,需进行充分的环保评 估和社会影响评价。
港口码头设计与施工
码头类型选择 根据港口功能、货物种类和自然条件,
选择合适的码头类型,如重力式码头、 板式码头、高桩码头等。 施工方法
海蚀柱。
沙滩
连岛沙坝
由波浪破碎产生的沙粒在岸线 附近堆积形成的宽广平地,是
常见的堆积地貌形态。
连接岛屿与大陆的沙质堆积体, 通常由沿岸流携带泥沙堆积而
成。
04
海岸防护工程
海岸防护工程类型与原理
类型
海岸防护工程主要分为结构性防护和非结构性防护两种类型。 结构性防护工程包括丁坝、顺坝、离岸堤等硬质结构,非结 构性防护工程则包括植被种植、沙滩养护等软质措施。
上海海事大学海岸工程学 课 件
目录
• 海岸工程学概述 • 海岸动力环境 • 海岸地貌与动力沉积过程 • 海岸防护工程 • 港口与航道工程 • 海岸环境工程与生态保护
01
海岸工程学概述
海岸工程学的定义与研究对象
定义
海岸工程学是研究海岸带地区自然环 境与人类活动相互作用,探索海岸带 资源可持续利用和生态环境保护的工 程技术与管理方法的综合性学科。
原理
海岸防护工程的主要原理是通过调节和控制沿海水流、泥沙 运动,防止或减轻海岸侵蚀,保护海岸线的稳定。其设计需 考虑地理、水文、气象等多因素,以实现工程效益最大化。
丁坝、顺坝与离岸堤
丁坝
一种垂直于海岸线的防护建筑,主要作用是改变海水流向, 减轻海岸侵蚀。其长度和高度设计需考虑地形、潮差、波 浪等因素。
上海海事大学海岸工程学
1、海岸线(coastline):海洋与陆地的交界线称为海岸线。
2、海岸带定义:海洋与陆地相接的地带,是自然界水圈、岩石圈、大气圈和生物圈四个圈层相互作用最频繁、最活跃之处,具有独特的兼有海、陆两种不同属性的环境特征。
范围:海岸线向陆地延伸10km左右;向海扩展到10-15m等深线。
组成:潮上带、潮间带和潮下带潮上带:位于高潮位之上的区域为潮上带(38%)潮间带:位于高潮位和低潮位之间的区域称为潮间带(7%)潮下带:位于低潮位以下的区域为潮下带(55%)。
3、根据海岸的形态、成因、物质组成和发展阶段等特基岩海岸定义:一般是陆地山脉或丘陵延伸与海面相交,经过波浪作用形成的海岸。
分布范围:我国有5000多km,占了总海岸线的1/4,我国的山东半岛、辽东半岛及杭州湾以南的浙、闽、台、粤、桂、琼等省,基岩海岸广为分布。
特点 1.岸线曲折,岬湾相间, 侵蚀和堆积交错变化2.岸坡陡峭,岸滩甚窄,地形横向变化显著3.海动力因素以波浪为主,在不同高度上海蚀形态发育.砂砾质海岸分布范围:砾质海带,我国主要分布辽东半岛、山东半岛、台湾、广东、广西及海南都有这种海岸分布。
砂质海带,我国主要分布青岛、海南、广东、台湾等地区。
特点1、岸线平直,岸滩较基岩段宽,岸坡比较缓;2、堆积地貌发育,常伴有岸坝和离岸坝构成的沙坝构成泻湖形态;3、以波浪为主要动力因素,泥沙有沿岸运动和横向运动。
这类海岸是发展旅游、渔港的良好场所淤泥质海岸定义:主要由江河携带入海的大量细颗粒泥沙,在波浪和潮流的作用下输运沉积形成。
分布范围:河北与天津(渤海湾)、山东(黄河三角洲、莱州湾)、江苏(废黄河三角洲、南黄海辐射沙洲)、上海(长江口、杭州湾)、浙江(杭州湾、钱塘江口)、福建(闽江口以北)、广东(韩江三角洲、珠江三角洲)特点:岸线平直、一般位于大河河口两侧;岸坡坦缓;组成泥沙颗粒很细并常含有机质;潮流、波浪作用显著,以潮流作用为主;潮滩冲淤变换频繁。
海岸工程第二课
海岸工程第二课1. 引言海岸工程是研究和管理海岸带的一门学科,它涵盖了海岸线变化、海岸侵蚀、海岸保护等方面的内容。
本文将介绍海岸工程的第二课,主要讨论海岸工程中的海岸侵蚀问题。
2. 海岸侵蚀的概念海岸侵蚀指海岸线退缩和沙滩消失的现象。
它是由于自然因素(如海浪、潮流和沉积作用)以及人类活动(如沿海开发、港口建设和海岸工程)所导致的。
海岸侵蚀不仅会破坏海岸线的完整性,还会对附近的生态环境、人类社会和经济产业造成重大影响。
3. 海岸侵蚀的原因海岸侵蚀的原因非常复杂,主要包括自然因素和人为因素两个方面。
3.1 自然因素•海浪:强大的海浪冲击力会侵蚀海岸线,尤其是在风暴期间。
•潮流:潮汐变化导致的潮流也是海岸侵蚀的重要原因。
•沉积作用:由于沉积作用不平衡,导致沙滩损失和海岸线退缩。
3.2 人为因素•沿海开发:海岸带的开发会破坏海岸生态系统,加剧海岸侵蚀。
•港口建设:港口的建设会改变潮汐和潮流,进而影响海岸线的稳定性。
•海岸工程:不当的海岸工程设计和建设会引发海岸侵蚀。
4. 海岸侵蚀的影响海岸侵蚀对人类社会和经济产业有着重大影响。
4.1 生态环境海岸生态系统是丰富多样的,其中包括滨海湿地、珊瑚礁和海洋生物。
海岸侵蚀破坏了这些生态系统,导致生物多样性减少、栖息地丧失以及生态平衡被打破。
4.2 经济产业海岸地区通常是旅游业和渔业的重要区域。
海岸侵蚀导致了沙滩消失和海岸线退缩,对旅游业造成严重影响。
此外,渔业也会受到影响,因为海岸侵蚀导致了海洋生态系统的破坏,渔业资源减少。
4.3 人类社会海岸侵蚀对居住在海岸地区的人们来说,可能导致房屋破坏、人员伤亡等严重后果。
此外,海岸侵蚀还可能导致沿海道路和基础设施的损坏,给人们的生活带来不便。
5. 海岸工程的应对措施为了应对海岸侵蚀问题,海岸工程采取了一系列的措施。
5.1 海岸防护工程海岸防护工程旨在保护海岸线免受海浪、潮汐和潮流的侵蚀。
常用的海岸防护结构包括堤防、挡波堤和海堤等。
海岸工程学复习资料
绪论一、海岸线、海岸带与海岸1、海岸线:一般系指多年大潮平均高潮位与陆地的交界线。
2、海岸带:海陆两侧具有一定宽度的条形地带称为海岸带。
海洋和陆地相接的地带海岸带的宽度各国规定不尽相同,我国规定:一般岸段,自海岸线向陆地延伸10km左右;向海扩展到10-15m等深线。
海岸带包括潮上带、潮间带和潮下带。
位于平均高潮位之上的区域为潮上带,位于平均高潮位和低潮位之间的区域称为潮间带,位于平均低潮位以下的区域为潮下带。
3、海岸:由后滨、前滨、外滨组成。
后滨(或后滩)常位于高潮位之上,属于潮上带。
前滨又称滩面,位于波浪冲击的上限与低潮海滨线之间的地区,也称潮间带,是受拍岸波浪作用强烈的地区。
外滨又称滨面,属潮下带,从低潮海滨线向外延伸,经过宽度不等的破波区或破波带。
这个区域是破碎的波浪强烈作用下的泥沙运动区域。
二、海岸类型根据海岸的形态、成因、物质组成和发展阶段等特征分为:基岩海岸:一般是陆地山脉或丘陵延伸与海面相交,经过波浪作用形成的海岸。
砂砾质海岸:又称堆积海岸,主要是平原的堆积物被搬运到海岸边,再经波浪或风的改造堆积形成。
淤泥质海岸:主要由江河携带入海的大量细颗粒泥沙,在波浪和潮流的作用下输运沉积形成。
生物海岸:包括红树林海岸和珊瑚礁海岸。
红树林海岸由红树植物与淤泥质潮滩组合而成;珊瑚礁海岸由热带造礁珊瑚虫遗骸聚积而成。
三、海岸线冲淤变化的影响因素可分为长期作用和短期作用;由于海平面上升或地面沉降引起岸线蚀退,以及河流改道使泥沙补给条件剧烈变化而出现海岸变迁属于长期作用。
短期作用则主要是指波浪、沿岸流、风暴潮、河流丰枯变化、风等自然因素以及人类工程活动因素对海岸的影响。
四、海岸带的环境特征(1)灾害性天气频繁(2)大陆与海洋相互作用强烈(3)人类活动影响显著第二章、潮汐一、波浪1.波型:风浪:在风场中风直接作用下形成和传播的波浪。
涌浪:离开风场继续传播的波浪称为涌浪。
混合浪:涌浪在传播进入另一个风场后的波浪。
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优点:波浪在斜坡上破碎,因此,波浪反射下,口门附近
的水域比较平稳,船舶进出港安全。
缺点:在高水位时口门的实际宽度增加较大,对港内水域
的掩护不利。因此, 有将斜坡式防波堤的堤头 改为直立式堤头,即将直 立式堤头伸入斜坡式堤身 内一段长度。
•斜坡式防波堤的直立式堤头构造
学习改变命运,知 识创造未来
上海海事大学海岸工程学
学习改变命运,知 识创造未来
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•3、喷气式、喷水式防波堤 :
•原理:使波长变短,波陡变大,直到波浪破碎,消耗波能。
•优点:施工简单,基建投资少,安装、拆迁方便。
•缺点:动力消耗大,运输费用高。
•适用:围堰施工,打捞沉船及临时的装卸作业。
学习改变命运,知 识创造未来
•喷 气 式
•喷 水 式
⑵型式 ①斜坡式堤头 一般为15~30m长;水深较大的斜坡堤,堤头段长度
应适当加长。 斜坡式堤头处,波浪容易越过堤头形成破碎水流冲击
堤坡上的护面块体,并向外推,受力比堤干大。因此。堤 头段内外侧的护面块石或人工块体的重量必须加大,或放 缓堤头内外侧的坡度。
学习改变命运,知 识创造未来
上海海事大学海岸工程学
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•2、防波堤布置的原则:
⑴防波堤轴线布置形成的港内水域应是扩散形的,波浪进 入口门内能迅速扩散到较大的波峰线上,使波高降低。
⑵防波堤的纵轴线一般应向港内拐折,θ=120°~180° ,尽量避免向港外拐折成凹角β(因为在凹角处会波能集 中,波高增大),若必须向外拐,如为保护船舶进出口门 时避免受横向波浪影响,在主堤段外端接一辅助翼端,且 两段堤轴线的外夹角β角不宜小于150°,且最好用圆弧 连接。
•(2) 缺点:
上海海事大学海岸工程学(阅读)
钢筋混凝土沉箱防波堤
3、大直径圆筒直立堤
墙身直径为3m以上的薄壁无底砼圆筒,置于抛石基床或 部分沉入地基之中,筒中填充砂石。 1) 置于抛石基床上的圆筒机构及其工作原理与一般重力 式基本相同。 2) 部分沉入地基中的圆筒直立堤,适用于软基和持力层 较深的情况 ⑴对于沉入地基较浅(1.5~3m)的圆筒,其工作状态同 重力直立堤。 ⑵沉入较深的圆筒,由于受土的嵌固影响较大,其工作 状态不同于重力式结构。
2、各种形态的波浪产生的条件
基床类型
暗基床和低基床
d1 > 2 d 3
中基床
1< d1 2
3 d 3
高基床 d 1 > 2
d 3
产生条件
T g/d<8,d 2H
T g/d 8,d 1.8H
T g / d<8,d<2H,i 1
10
T g / d 8,d<1.8H,i 1
开孔半圆形防波堤
消浪方块防波堤 (a)防波堤断面图 (b)方块构件图
4、 削角空心方块防波堤
结合削角斜面结构和开孔消浪结构两者的优点的一种新型结构。
削角空心方块防波堤
4.3.2 波浪对直立式防波堤的作用
一、直立式防波堤前波浪的形态 1、影响直立式防波堤前波浪形态的因素
波浪要素(如H)、堤前水深(d)、海底坡度(i)、基 床轮廓尺寸(d1)。 根据这些影响因素,直立堤前可能出现的波浪形态有: 立波、近破波、远破波。 立波:当直立墙前水深和基床顶面上的水深大于波浪破 碎水深,直立堤的长度大于一个波长以及入射波与墙正 交的情况下,波浪遇墙后不破碎,产生完全反射,即入 射波和反射波的波浪要素完全相同,入射波和反射波迭 加后形成立波。其特点是波高增加一倍,波长和周期不 变。
上海海事大学 海岸工程学 补充:波浪对海工建筑物的作用67页PPT
筑物的作用
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌,集体的声音, 集体的 动作, 集体的 表情, 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律, 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该:活泼而守纪律,天 真而不 幼稚, 勇敢而 鲁莽, 倔强而 有原则 ,热情 而不冲 动,乐 观而不 盲目。 ——马 克思
61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
上海海事大学 海岸工程学第2章海岸动力因素
不 粘 透 土 水
砂土 低 粘 透 土 水
砂 ( 不 土 饱 和 )
总应力 中和应力 有效应力
砂土 粘 ( 半 土 透 水 )
毛细张力力 总应力
中和应力 有效应力
潮汐(tide)
2.1 波浪
一、理论波浪要素 21
2-1 波浪要素
Basic Parts of a Wave
wavelength
crest
不同的潮汐类型
半日潮
日潮
混合潮
二、设计潮位(水位)
定义:设计潮位是指港口水工建筑物在正常使用条件下 的潮位(水位)。
海岸工程中的设计潮位包括:
设计高水位、设计低水位;极端高水位和极端低水位。
设计高(低)水位计算:
1)设计潮位的标准 设计高水位应采用高潮累积频率10%的潮位,简称高潮 10%;设计低水位应采用低潮累积率90%的潮位,简称低 潮90%。
3、各潮位级的累积频率为年或多年的高潮或低潮 总潮次除各潮位级相应的累积出现次数。
4、在方格纸上以纵坐标表示潮位,以横坐标表示 累积频率,将各累积频率值点于相应潮位级下限处, 连绘成高潮或低潮累积频率曲线,然后在曲线上摘 取高潮10%或低潮90%的潮位值。
高潮和低潮累积频率曲线
高潮或低潮的累积频率曲线:
3极端水位的推算方法aa年频率统计的方法年频率统计的方法bb资料中有特大值时设计高潮位的推算方法资料中有特大值时设计高潮位的推算方法cc资料短缺情况下设计高潮位的推算资料短缺情况下设计高潮位的推算
海岸工程学
李俊花
2012年2月
第二章 海岸动力因素
波浪(wave)
砂土
地下水位
总应力 中和应力 有效应力
➢ 1/10大波:波群或观测的全部波浪中,按波高大小
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锚链设备复杂,可靠性差,易起锚,不能阻止泥沙进入港 内,不能减少水流对港内水域的影响。
(3) 适用范围:
波陡大,水位变幅比较大的渔港或作临时防护。
3、喷气式、喷水式防波堤: 原理:使波长变短,波陡变大,直到波浪破碎,消耗波能。 优点:施工简单,基建投资少,安装、拆迁方便。 缺点:动力消耗大,运输费用高。 适用:围堰施工,打捞沉船及临时的装卸作业。
(1) 优点:
a、与斜坡式相比,材料用量少; b、不需要经常维修; c、堤内侧可兼作码头,适用方便。
(2) 缺点:
a、波浪反射大,消浪效果差,可能影响港内水域平静; b、堤前水深小于波浪的破碎水深时,波浪将破碎,对堤前产生很 大的动水压力,需加大堤身宽度和需要护底措施,增大造价; c、地基应力大,对不均匀沉降敏感; d、一旦破坏,修复困难。
⑶轴线与波向线要斜交成α=60°~80°,以减少波浪力, 增加安全储备。
⑷堤高应沿纵轴线按水深、地质、波浪条件分段设计(堤 头、堤身、堤根)。
3、堤头
⑴环境特点 一般位于深水区且离岸最远。三面环水,受三个方向的
波浪作用,受力复杂且堤前水底的水流冲刷也最强烈。
⑵型式 ①斜坡式堤头 一般为15~30m长;水深较大的斜坡堤,堤头段长度
喷气式
喷水式
四、防波堤的结构选型和设计条件
防波堤的设计条件包括 自然条件:风、浪、流、潮位、泥沙、冰凌、地震、地质等 使用条件:港口对防波堤功能的要求,如反射、绕射、越浪、
透浪、防沙、防流、防冰、堤顶是否利用、是否堤 内侧靠船等 材料条件:砂石料的开采、供应等 施工条件:施工设备、施工技术、施工作业天数等
1、透空防波堤:
(1) 优点:
比较经济,施工也容易。
(2) 缺点:
不能阻止泥沙进入,不能减小水流对港内水域的干扰。
(3) 适用范围:
水深较大,波浪小,无防砂要求的水库港、湖泊港。
透空式
箱式
2、浮式防波堤:由有一定吃水深度的浮排和锚链系统组成。
(1) 优点:
不受水深,地质条件的限制; 易拆除,易修建,较经济。
一、定义
对于建造在开敞海岸、海湾或岛屿的港口,为防 御波浪对港域的侵蚀而建造的用于掩护水域的一 种结构物。
二、防波堤的功能
1、防御波浪、冰棱的袭击, 保证港内水域的平稳;
2、阻拦泥沙,减少港内淤积, 保证港内水深;
3、堤的内侧可兼作码头。
某鱼港防波堤布置平面图
三、防波堤的分类
1、按平面型式:
(1)突堤:一端与岸连接,
防波堤的布置包括: (1)防波堤的平面布置; (2)防波堤的口门布置; (3)防波堤的轴线布置;
这些往往需要通过模型试验来确定。
2、防波堤布置的原则:
⑴防波堤轴线布置形成的港内水域应是扩散形的,波浪进 入口门内能迅速扩散到较大的波峰线上,使波高降低。
⑵防波堤的纵轴线一般应向港内拐折,θ=120°~180°, 尽量避免向港外拐折成凹角β(因为在凹角处会波能集中, 波高增大),若必须向外拐,如为保护船舶进出口门时避 免受横向波浪影响,在主堤段外端接一辅助翼端,且两段 堤轴线的外夹角β角不宜小于150°,且最好用圆弧连接。
海岸工程学
李俊花
2012年3月
第四章 防波堤工程
4.1 概 述 4.2 斜坡式防波堤 4.3 直立式防波堤
港口组成
水域
港内锚地
港内锚地
进港 航道
大连港
防波堤
陆域
某鱼港防波堤布置平面图
某港区防波堤工程
4.1 概 述
通过前面的介绍,我们知道当建港的天然海域不能满足其掩护 与泊稳需求时,工程上用防波堤圈围一个平稳的水面,将港内 水域与外海隔开,使港内水域具有更好的掩护和泊稳条件。
(2) 缺点:
a、护面块石易被波浪冲走,需经常维修,增加后期费用; b、堤两侧不能直接做系靠船舶的码头之用;
(3) 适用范围:
适用于水深不大(<10-20m),当地材料价格便宜,地基较软的情 况。
(二)直立式:
一般由墙身、上部结构和基础组成。临港和临海两侧均为 直立墙,底部基础多采用抛石基床,水下墙身一般采用混 凝土沉箱。
a、确定斜坡顶标高,要经济,进行技术比较(建议基肩上的水深 不小于2.5H); b、论证方案稳定性,需做模型试验,增加设计费用,延长设计时 间。
(四)特殊型式的防波堤
理论和试验研究表明,波浪能量大部分集中在水体表面,在表层 2-3倍波高范围内集中90%-98%的能量,因此产生了适应波能这一特殊 型式的防波堤。
防波堤的结构选型,应根据自然条件,材料来源,使用要求和 施工条件等,通过全面的技术经济比较加以确定。
1)水深较小时,斜坡堤 石料丰富 波高较大
2)水深较大,地质较好时,直立堤 3)水深更大时,浮式防波堤,高桩承台式防波堤 4)水位变动较大或临时的挡浪结构,浮式防波堤
五、防波堤的布置
1、防波堤布置的主要内容:
(3) 适用范围:
a、水深较大(大于破碎水深,使波浪不破碎); b、地基坚实;承载力大。
(三)混合式(即高基床直立堤):
(1) 适用范围:
水深较大(>20m-28m),地基承载能力有限的情况; 若作直立式,地基承载力不够; 若作斜坡式,材料用量太大(斜坡堤材料用量大致与水深平 方成正比)
(2) 缺点:
应适当加长。 斜坡式堤头处,波浪容易越过堤头形成破碎水流冲击
堤坡上的护面块体,并向外推,受力比堤干大。因此。堤 头段内外侧的护面块石或人工块体的重量必须加大,或放 缓堤头内外侧的坡度。
优点:波浪在斜坡上破碎,因此,波浪反射下,口门附近
防波堤的平面布置
2、按结构型式分:
重型防波堤
斜坡式 直立式 混合式
轻型防波堤
透空式 浮式 压气式 水力式
(一)斜坡式: 由堤心石、护面和护底组成(一般)
(1) 优点:
a、消浪功能好,波浪大部分不反射; b、对地基承载要求不高,损坏后易修复; c、施工容易,一般不需大型起重设备,便于就地取材。
另一端伸向海中,组成港口
的口门。
砂土
地下水位
不粘 透土 水
砂土 低粘 透土 水
砂( 不土 饱 和 )
总应力 中和应力 有效应力
总应力 中和应力 有效应力
砂土 粘( 半土 透 水 )
毛细张力力 总应力
中和应力 有效应力
(2)岛堤:两端均不与岸连 接,位于离岸一定距离的水 域中,设有堤根。
(3)组合堤
双突堤-大连港