关于波浪冲刷作用的下界深度
考虑渗流力的海床临界冲刷机理及计算方法_王虎
116
水科学进展
第 25 卷
1 理论推导
1. 1 物理模型 在海洋中，波浪引起的附加应力能够改变海床内部应力场，不同深度海床土之间因不同的孔隙水压力累
积幅值而产生压力梯度，进而诱发渗流。海床表面是自由排水边界，因此压力梯度减小的方向也就是渗流力 的方向总是从海床内部指向床面。渗流力能够显著降低床面泥沙颗粒的临界起动流速［4，7］，促进泥沙颗粒的 起动，渗流力是海洋泥沙起动研究中一个必须要考虑的因素。波浪作用下海床冲刷的物理机制如图 1 所示。 在图 1（ a） 海床表面任意选取一泥沙颗粒 A，其受力情况如图 1（ b） 所示，在传统重力、拖曳力和上举力的基 础上添加了一项渗流力，此力为垂直床面向上的渗流力或斜向渗流力的垂向分量。建立力学平衡方程，可得 泥沙颗粒的临界起动切应力。同时波浪产生一个床面切应力，一旦床面切应力超过泥沙临界起动切应力，则 泥沙起动，冲刷发生。
随着波浪的持续作用，初始床面泥沙颗粒起动，已经起动的泥沙颗粒或推移、跃移或悬浮，脱离床面进 入水体或呈现为流态，可认为水深 h 不断加深，床面泥沙起动不断向下发展。被起动的泥沙如果未发生净输 运，则堆积在床面附近形成一定厚度的高密度振荡流［9-10］，即图 1（ a） 中所示的流化土层，其密度远大于海 水而接近饱和土体密度。随着冲刷不断向下发展，流化土层的厚度 Δh 不断增大，而随着水深增加，床面切 应力不断减小，直至床面切应力与泥沙的临界起动切应力达到平衡，则冲刷停止。最终的流化土层厚度，即 初始海床面与最终冲刷面之间的厚度 Δh，为临界冲刷深度。
比较床面最大切应力 τm 和临界起动切应力 τs，即可判定泥沙颗粒是否起动。不断加大水深 h，τm 不断 减小，直到 τs 首次超过 τm，则冲刷不再发展，得到临界冲刷深度 Δh。床面附近流化层是一种高密度的粘性 流体，参照文献［14］，近似取为饱和土的密度，动力粘滞系数近似为纯水 ν = 0. 01 cm3 / s。
厦门湾潮流波浪作用下的悬沙分布及海床冲淤研究道客巴巴
厦门湾潮流波浪作用下的悬沙分布及海床冲淤研究一、引言悬沙分布及海床冲淤是海洋地质学中的重要研究内容之一。
厦门湾作为中国东南沿海的一个重要海湾，其潮流波浪对海床的冲淤作用具有一定的影响。
本文将对厦门湾潮流波浪作用下的悬沙分布及海床冲淤进行深入探讨。
二、潮流波浪对悬沙分布的影响2.1 潮流对悬沙输运的影响潮流是厦门湾悬沙输运的主要驱动力之一。
根据潮流的流向和流速变化，悬沙在厦门湾内的分布呈现出明显的空间差异。
潮流的流向和流速变化会影响悬沙的输运路径和沉积位置。
2.2 波浪对悬沙悬浮度的影响波浪是厦门湾悬沙悬浮度的重要因素之一。
波浪的作用下，悬沙颗粒会被悬浮在水体中，形成悬浮负荷。
波浪的能量和频率对悬浮度的变化有着显著的影响。
三、悬沙分布及海床冲淤的研究方法3.1 采样和观测方法悬沙分布及海床冲淤的研究需要采用一系列的采样和观测方法。
包括采集沉积物样品、测量悬沙悬浮度、记录潮流和波浪数据等。
这些数据将为研究提供重要的实验依据。
3.2 数值模拟方法数值模拟方法在悬沙分布及海床冲淤研究中起着重要的作用。
通过建立适当的模型，模拟潮流波浪对悬沙输运和沉积过程的影响。
数值模拟可以提供对悬沙分布及海床冲淤的预测和分析。
四、厦门湾悬沙分布的特点4.1 悬沙分布的空间差异厦门湾内悬沙分布呈现出明显的空间差异。
不同地区的悬沙含量和粒径组成存在差异，这与潮流和波浪的作用有关。
4.2 悬沙分布的季节变化厦门湾悬沙分布还存在明显的季节变化。
在不同的季节，悬沙含量和粒径组成会发生变化，这与季节性的潮流和波浪特征有关。
五、海床冲淤的影响因素5.1 潮流和波浪的作用潮流和波浪是厦门湾海床冲淤的重要驱动力。
潮流和波浪的流向、流速和能量会直接影响海床的冲淤过程。
5.2 人类活动的影响人类活动对海床冲淤也有一定的影响。
例如港口的修建、堤防的建设等都会改变潮流和波浪的作用，进而影响海床的冲淤过程。
六、海床冲淤的影响与应对对策6.1 影响海床的冲淤对厦门湾的生态环境和经济发展都会产生一定的影响。
海岸带的地质作用解读
③海蚀穴(洞)：在海蚀崖坡脚处形成的凹槽称海蚀穴 （洞）
2、海积地貌
(1) 泥沙横向运动 所形成的地貌 ①水下堆积阶地 ②海滩与滨岸堤 ③离岸堤与泻湖
凹 入 角 的 堆 积 滩 地
岸外屏障堆积滩地
④水下沙坝
海 岸 角 的 沙 嘴
三、沿岸建筑物的防护措施
护岸和护港的目的：一是防冲刷(scour)；二是防 淤积(alluvial)，防治措施有两大类
1、设置水工建筑
破浪堤：是设置在水下岸坡上、与岸线近于平 行的水下长堤。 丁坝：为垂直边岸的堤坝
•防波堤(breakwaters)： 是一种防淤建筑物，相 当于一条人工的岸线， 利用纵向沉积物流的运 动规律，将泥沙截留在 港湾之外。
2、修建防护工程
• 护岸墙：是用木头、钢板或混凝土等材料构筑的垂直墙 抛石或砌石护岸
6.5
海岸带的地质作用
海岸带Coastal Zones：海洋与陆地的接触带，
自陆向海可分为海岸、潮间带和水下岸坡。
海岸带
• 海岸：是高潮线以上 狭窄的陆上地带。 • 潮间带：是高潮线与 低潮线之间的地带。 • 水下岸坡：是低潮线 以下直至波浪有效作用 于海底的下限地带。
波浪特征Wave Behavior
波浪的侵蚀作用与沉积作用 Wave Erosion and Deposition
侵蚀作用：巨大的海浪对海岸的冲击压力可达 0.6MPa，使岸边岩石破坏。
沉积作用：河流搬运、海洋侵蚀物质及海底火
山喷发物质沉积在海底的作用。距大陆越远，
颗粒越细，远洋为生物或化学物质沉积。
二、海岸地貌
①海蚀崖：波浪打击海岸主要集中在海平面附近,使海 岸形成凹槽,凹槽以上的岩石被悬空,波浪继续作用, 使悬空的岩石崩坠,促使海岸步步后退,形成海蚀崖。 ②海蚀台：在海蚀崖不断后退的同时,其前出现一个不 断展宽、微向海倾斜的平台
冲刷、波浪要素及安全超高计算
1.286883119
2.09629力加速度g
θ
9.81
行近流速U
4.82
54.00
行近水流水深H0
6.47
数据输入区域
k1
k3
0.88
(Um Uc)0.75 gHO
1.03
1.00
0.08
LD H0
1.12
公式 计 算 区
冲刷深度hs
23.78
冲刷深度hs
24.60
40。
1.50
1.75
粘性土当量粒径 （cm) 粘土及重念壤土 1 4
8 10
50。 2.00
6 圆砾 1.2
7 卵石 1.5
8 漂砾
2
粘土及重念壤土 1 4
8 10
轻粘壤土 0.5 2
8 10
黄土 0.5
2
3 6
60。 2.25
70。 2.50
80。 2.75
90。 3.00
冲刷深度计算表
守恒连续方程，公式如下：
v12 ) 2g
； ；
据断面数据，流量，逐 。 公式计算：
； 积，m2;
‰）。
糙率n 比降J
0.045 0.012
起始断面水位~流量关系表
0
0
0
刷深度计算)
计规范》（GB50286-2013）附录D.2.2平行于岸坡水流冲刷经验公式进行计算
1
)7
10 H
00605
d 0.72 50
河 段 的 平 均 局 部 水 头 损失 系 数 ；
L 上 下 游 相 邻 两 端 面 间 距。
已知下游初始断面的流量、水位，根据断面数据，流量 段向上游计算断面水位。
海岸带
海岸带的动力因素
潮汐与潮流 潮汐现象是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用 下所产生的周期性涨退现象，习惯上把海面垂直方向涨落 称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。
海岸带的动力因素
潮汐与潮流 地球上任何地点的水质点所 受月球引力的方向、大小都 不同，但地球上任何地点的 平动离心力都相同。月球引 力和地球平动离心力的合力 就是引潮力(tide producing force)。
联合国海洋法公约对沿岸海域的规定
4．毗连区(contiguous zone) 毗连领海并由沿海国对某些事项行使必要管制的海域为毗 连区。从领海基线起算，毗连区的宽度不得超过24nmile。 沿海国在毗连区享有查禁走私、防止漏税、保障国民健康、 防止非法入境等方面需要而行使检查等必要管制的权利。 所有国家在毗连区都享有航行和飞越自由、铺设海底电缆 和管道的自由。
海岸带的动力因素
深水波浪 水质点运动的圆周轨道在水平方向上，半径都相等，而在 垂直方向上，水质点作圆周运动的半径迅速减小。在海面 下一个波长深处，水质点运动轨迹半径只有表面的1/512。
海岸带的动力因素
浅水波浪 浅水波浪是指水深小于1/2波长的海区的波浪。 波浪进入浅水区后，波浪中水质点的运动受到海底摩擦的 影响，产生大的变化，使浅水区的波浪具有一系列不同于 深水区波浪的性质。波浪进入浅水区后，除了周期保持不 变外，其他的波浪要素几乎都会发生变化。
联合国海洋法公约对沿岸海域的规定
5．专属经济区(exclusive economic zone) 领海基线起向海一侧宽度为200n mile的海域为专属经济区。 专属经济区的地理位置和法律地位都介于领海与公海之间。 沿海国享有对专属经济区水域、海床及其底土以勘探、开 发、养护和管理自然资源为目的的主权权利。以及对人工 岛等设施结构建造使用、海洋研究和环境保护的管辖权。 其他国家在专属经济区享有航行和飞越自由、铺设海底电 缆和管道的自由。
波浪作用下海底管道振动与局部冲刷耦合作用数值研究
波浪作用下海底管道振动与局部冲刷耦合作用数值研究波浪作用下海底管道振动与局部冲刷耦合作用的数值研究是海洋工程领域的一个热门研究方向。
海底管道承载着海底油气资源的开发和传输，在波浪作用下，海底管道受到波浪力、水流力和海底侵蚀等多方面的作用，容易发生振动和局部冲刷。
为了保证海底管道的稳定和安全运行，需要进行深入的研究并提出相应的措施。
首先，波浪作用会产生周期性的水动力作用力，导致海底管道振动。
这种振动会对管道的稳定性和疲劳寿命产生不利影响。
因此，数值模拟分析可以通过求解海底管道的动力学方程，得到管道的位移、应力和振动响应等关键参数，从而评估管道的振动情况。
其次，局部冲刷是一种固体颗粒在水流作用下对管道表面进行冲刷的现象。
局部冲刷会导致管道表面的材料丧失，甚至破坏管道的完整性。
在波浪作用下，海底管道易受到局部冲刷，使得管道的寿命大大降低。
因此，研究局部冲刷对管道的影响，对于管道的设计和材料选择有着重要的实际意义。
为了研究波浪作用下海底管道振动与局部冲刷耦合作用，可以采用数值模拟方法进行分析。
数值模拟方法可以通过建立相应的数学模型，采用计算流体力学（CFD）或其他方法对管道系统进行模拟和仿真。
数值模拟可以考虑波浪力、水流力和局部冲刷等多重物理过程，得到管道的振动响应、应力分布和局部冲刷情况等关键参数。
在进行数值模拟时，需要对波浪力、水流力和局部冲刷等物理过程进行建模。
对于波浪力，可以采用线性波浪理论或非线性波浪理论进行建模。
对于水流力，可以通过求解雷诺平均Navier-Stokes（Reynolds-averaged Navier-Stokes，RANS）方程或湍流模型来分析。
对于局部冲刷，可以采用离散元法（Discrete Element Method，DEM）或颗粒流模型进行建模。
通过数值模拟分析，可以得到海底管道在波浪作用下的振动响应和局部冲刷情况，并评估管道的稳定性和耐久性。
基于数值模拟结果，可以进一步优化管道的设计和材料选择，提出相应的加固措施，以确保管道的安全运行和长期稳定。
海洋地貌及其沉积物
A、深水区水质点运动深水区水质点沿轨道运动一周，波形往前移动一个波长的距离。
同一波峰的平面延伸联线称波峰线，垂直波峰线的方向为波浪运动方向。
C、浅水区波浪波浪进入浅水区，水质点运动与海底摩擦，自海面向海底，水质点运动轨迹的形态发生变化，由圆形渐变为椭圆形，扁度随水深减小而增大，称浅水波。
D、进退流在浅水区（水深小于1/2波长），由于受到底部沉积物阻挡，波浪的外形变得不对称，波浪的前坡变陡，后坡变缓，波峰变窄，波谷拉长产生明显的横向流（进退流）。
此时波浪具有明显的侵蚀和搬运作用，形成各种海岸地貌。
E、波浪折射和沿岸流波浪进入浅水区后，由于波浪前进方向与岸线斜交或海底地形的起伏变化，都会随着水深的减小而使波浪传播速度改变，在一个波峰线上，有些段运动速度快，有些段运动速度慢，波峰线发生弯曲，称为波浪折射。
与此同时，形成平行海岸的波浪流，称为沿岸流。
主要的表层洋流3、海流海流的形成可由风的作用、气压梯度、海水的密度和温度、江河淡水注入以及潮汐等影响所致。
有些海流有定向性，每年大致向一个方向流动，流速和水量没有多大变化。
From Wikipedia17.5万吨重From Wikipedia海滩B、海蚀崖海蚀穴扩大后，致使上面岩石悬空发生崩坠，形成向海呈陡斜或垂直的陡壁。
C、海蚀桥F、海蚀柱D、海蚀柱E. 波切台海蚀崖逐渐后退，波浪不断冲刷磨蚀位于海蚀崖前方的基岩面，形成微微向海倾斜的基岩平台。
基岩海岸海蚀平衡剖面的形成过程E. 沙嘴:在凸形海岸，一端与陆地相连，另一端向海伸出的泥沙堆积体。
在AB段波浪作用方向与岸线夹角为45°(φ)，BC段的夹角小于45°(φ‐π)，当泥沙流进入BC段时，搬运能力降低，在海岸转折处发生堆积并不断向前伸长，便形成沙嘴。
沙嘴的尾端常呈向岸方向弯曲形状，这多是波浪折射或两个方向波浪作用所致，在港湾海岸的沙嘴，由于潮汐作用也可使沙嘴尾端发生弯曲。
F. 连岛沙坝连接岛屿与陆地的沙坝叫连岛沙坝。
海岸地貌
海滩区 海岸区
海 前滨
滨 后滨
（二）海岸带的水动力
波浪、潮汐、海流、河流
其中以波浪作用为主， 潮汐只在有潮汐的海岸对地貌起塑造作用。 海流——由于盛行风及海水温度和盐度等因素影响，
海水因密度差异向一定方向运动形成海流。 河流——只限于河流入海的河口段。
1、波浪作用：
是海岸地貌形成过程中最为活跃的营力之一。
离岸沙堤：它是露出水面以上，大致平行海岸的沙堤。长几 公里～几十公里。沙堤断续连接留下潮流入口，其内 即成泻湖（离岸堤与陆地之间封闭半封闭的浅水水域）。
水下堆积阶地：在水下岸坡的坡脚处，由向海移动的泥沙按 密度、大小分选堆积而成。
（2）沿岸流堆积地形
沙嘴：一端与陆地相连，另一端向海伸出的泥沙堆积 体。如果堆积在湾口，形成拦湾坝。
主要是河口三角洲地貌及堆积物，其次是河口湾及滨海泻湖
（一）河口地貌和堆积物
1．河口区的特征
入海河流与海水相互作用的地区，称为河口区。 河口区作用类型：河流作用、波浪作用、潮汐作用。
几个概念——
潮流界： 涨潮时，海水上溯到潮流速与河流速相抵消处称为潮流界。 潮区界：在潮流界以上，受涨潮流顶托河水位时有升落，即发生潮差，潮差为
形成微微向海倾斜的基岩平台。（波切台）
基岩海岸的平衡剖面及其形成过程
海蚀崖 波切台 海蚀柱
海蚀洞
北戴河鸽子窝海蚀凹 槽及海蚀崖
北戴河老虎石海蚀穴
蜂窝状海蚀穴
2）海积地貌
（1）横向流堆积地貌 海滩（潮间带）——泥、砂、砾被激浪流堆积在岸边而成的向
海微倾斜滩地。 分砾滩、 沙滩、 泥坪。
水下沙堤：它大致与海岸平行分布，在波浪向海传播时，由 于波浪不断发生局部破碎使能量降低，因而发生堆积， 形成一条或数条水下堆积体，称之为水下沙堤。
波浪作用下砂质海床最大液化深度
１ 引 盲
大量研究 ，但 目前 尚未 见到 波浪作用下 可能 出现 的海床最 大液化深度 的解 析表达式 。鉴 于液化深 度对于结构 物稳定 性以及液化防治措施具 有重 要的现实 意义 ， 因此 ， 本文导出
一
液化 在岩土工程 中是 一种重要 而复杂的现象 ，传统 的
研 究 多数 集 中 在 地 震 条 件 下 引 起 的砂 层 液 化 ，而 实 际上 由 波浪 力 引起 的 海 床 液 化 也 是 一 个 很 重要 的 问 题 。 当波 浪 在
中 围分 类 号 ：Ｔ ３ ＴＶ１ ９ ２ Ｔ ６ Ｕ４ ； ３ ． ； ＶＩ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ０— ６ ８ ２ ０ ） ２０ ２ —２ ０ ３３ ８ （０ ６ ０ —０ ７０
Ｍ ａ ｉ ｕ ｑ ｆ ｃ ｉ ｎ Ｄｅ ｔ ｆＳ ｎ ｅ ｂｅ ｄｅ ａ ｅ ｘ ｍ ｍ Ｌｉ ｕｅ ａ ｔｏ ｐ ｈ ｏ ａ ｄｙ Ｓ ａ ｅ ｓｄ ｒｖ ｄ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｓａ ｅｐ ｏ ｏ ｅ ｏ ｒ ｔｃｉｇ ｓ ａ ｅ ｒ ｍ ｉ ｕ ｆｃｉｎ ｅ ｕ ｅ ｂ ｄｄ ｅｔ ｖ ｓｉ ｅｉｅ ． ａｕ ｅ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄｆ ｒｐ ｏｅ ｔｎ ｅ ｂ ｄｆｏ ｌ ｅａ ｔｏ ． ｑ Ｋｅ ｒ ｓ：ｗａ ｅ；ｓ ｔ ｒ ｔｄ ｓａ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ｖ ａｕ ａ ｅ ｅ ｂ ｄ｝ｍａ ｉ ｍ ｉｕ ｆｃｉｎｄ ｐ ｈ ｘｍｕ ｌ ｅａ ｔ ｅ ｔ ｑ ｏ
波浪作 用下砂质海床最大液化 深度
韩 涛 ， 张庆 河 ，张金 凤 ，秦 崇仁
（ 津 大 学 建 筑 工 程 学 院 ，天 津 天 ３０７） ０ ０ ２
摘 要 ； 据线性波浪作用下饱 和海床 内孔 隙水 压力 分布的解析解和波浪作用下海 床液化的判别准则 ，推导了均 根 匀海床最 大液化 深度的计算公式 ，并根据该公式提 出了防止海床液化措施的建议 。 关键 词：波 浪 ；饱 和海床 ；最大液化深度
大陆架浅海阅读答案
大陆架浅海阅读答案北海大陆架案答案海洋地质学概论复习题及答案篇一:大陆架浅海阅读答案思考题汇总第一章1、海洋地质学的定义以传统的地质学理论和板块构造理论为基础，以海洋高新探测和处理技术为依托，在地球系统科学理论的指导下，研究大洋岩石圈地质过程及其与地球相关圈层（尤其是大气、水圈和地幔）间相互作用，为人类开发资源、维护海洋权益和保护环境服务的科学。
2、海洋地质学结构1）海洋地貌学；2）海洋地球物理学；3）海底构造地质学4）海洋沉积学；5）海洋地层学；6）古海洋学；7）海底矿产地质学8）海洋灾害地质学；9）海洋工程地质学。
3、国内外海底探测技术海底探测技术汇集了各学科领域的高新技术成果，包括调查平台、海上定位、海底水深地形探测、地球物理探测、地质采样、海底原位观测、遥感技术等。
第二章1、分别简述大洋地貌、大陆边缘地貌的地貌单元大洋地貌：大洋中脊大洋中脊：大洋中脊体系是指贯穿世界各大洋、成因相同、特征相似的海底山脉系列的总称。
中央裂谷：大洋中脊轴部从顶部切入的谷地，深1~2km，两壁陡直，称为中央裂谷。
断裂带: 大洋中脊体系在宏观上构成全球性海底山脉，但在微观上并非连续不断，它被一系列与脊轴垂直或近于垂直的横向大断裂带切割。
大洋盆地深海平原: 深海平原是指海盆底平坦的区域，坡度小于1：1000，为地球表面最平坦的部分。
深海丘陵: 深海丘陵是指深海平原中明显高起的小丘，高度小于1000m。
水平分布范围一般从1～10 km，但也可达50km。
海山与平顶海山: 孤立于洋底之上、相对高度在数百米以上的海底高地叫作海山。
在海山之中顶部平坦呈圆锥状台地的山峰叫平顶海山。
岛链: 在大洋中，存在有呈线状排列的火山，形成海山链，如果这些海山出露在海面之上，则形成岛链。
环礁: 礁体(石)是指由钙质生物体堆积而成的海底隆起。
环礁是指大洋中毗临海面而生长的环状礁体。
大陆边缘：稳定型大陆架：大陆架是大陆向海自然延伸的部分,是环绕大陆的浅海地带。
第七章 海岸地貌(1)
深水波水质点的轨道运动与波形传播
影响波浪的因素：
1.风速 2.风时（duration) 3.风距(fetch-distance over which the wind blows) 在风距足够大，风时足够长时：H(波高）=0.025v（风速）2 H(波高）=0.36/F(fetch) 强风暴造成的波高通常超过15米，最高纪录达34米（1933年2月测于南 太平洋）。 T（周期）=L（波长）/V(波速） Airy 方程：L=(gT2/2π)(tanh(2πd/L)) d=water depth tan h=the hyperbolic tangent(双曲正切：tanhx=(ex-e-x）/(ex+e-x) g=gravity 当d/L大于1/4时, (tan h(2πd/L)≈1.0, L=(gT2/2π)=1.56T2 V(波速）= L（波长）/ T（周期）=1.56T 意义：在深水区，长周期波的传播速度大于短周期波的速度，造成短周 期波落后长周期波，称为波浪散射（wave dispersion)
Wave bending around the end of a beach at Stinson Beach, California
潮汐作用(Tide)
潮汐作用潮汐是在太阳和月球引力作用下发生的海面周期性涨落现象。在很多地方 为半日潮 在一昼夜有两次高潮和两次低潮，也有地方发育全日潮。潮汐作用主要表 现在两方面，一是潮汐的涨落，使海面发生周期性的垂直运动，海面涨落过程称为 涨潮和落潮，当海面涨到最高位和降到最低位时，称高潮位和低潮位，高潮和低潮 的高差叫潮差。二是使海面水体产生水平方向整体运动，形成潮流，涨潮时向岸流 动的海水为涨潮流，落潮时向海流动的海水称落潮流。 当月球在地球赤道的延长线上时，地表各点 应有两次同样的高潮和同样的低潮-正规半 日潮。当月球偏离赤道延长线，其中一次高 潮和低潮减弱，出现两次不等的高潮和两次 不等的低潮-不正规半日潮。当月球偏离赤 道沿线更甚，一个太阳日中只出现一次高潮 和一次低潮-全日潮。 A Spring tide- 大潮、春潮 B Neap tide-小潮、最低潮
第七节海岸地貌
• 冲蚀பைடு நூலகம்用
– 波浪水体给予海岸的直接打击。
P = 0.15H + 2.42H / L
（H：波高、L：波长）
• 磨蚀作用
– 激浪流挟带的岩屑和砂砾在进退往返过程中对海底基 岩的撞击、凿蚀和研磨作用。
• 溶蚀作用
– 海水对岩石的溶解作用。
（二）. 海蚀地貌
• 海蚀穴（洞）
– 海崖的坡脚处，经常遭受波浪的冲磨而形成的凹槽（宽度大于深 度者为穴，深度大于宽度者称洞）。
称泥沙的横向运动。 • 当波浪前进方向（波射线）与岸线斜交时，波浪力与重力沿坡面的
切向分量不在同一直线上，被起动的泥沙向岸运动的路线与沿海滩
斜坡滚落向海的路线不一致，泥沙不但发生横向位移，还依波浪力 和重力的合力方向沿岸运动，这种运动称泥沙的纵向运动。
– 在大多数情况下，横向运动与纵向运动是相结合进行的。
– 泥沙在纵向运动过程中，由于岸线方向的改变或由于岸外岛屿与 人工堤等造成的波影区内，因泥沙流的容量降低而产生堆积，形 成一系列堆积地貌。
1）. 湾顶滩（毗连地貌）
– 当岸线向海转折形成凹岸时，由于波向线与岸线的交角增大，使 泥沙流容量变小呈过饱和状态而发生沉积。
2）. 沙嘴（自由地貌）
– 岸线向陆转折时，由于波向线与岸线的交角变小，泥沙流容量降 低，部分泥沙在岸处发生堆积，形成向海伸出的沙嘴。
4）. 泥沙流要素
• 容量（输沙能力） – 波浪及水流在单位时间内所能搬运泥沙的最大数量（即α = 45°）。 • 强度（输沙量） – 单位时间内实际通过某一断面的泥沙量。 • 饱和度 – 泥沙流的强度与容量之比。 （强度/容量：＜1，侵蚀；＞1，堆积；＝1，不冲不淤。）
2.泥沙纵向运移所形成的海积地貌
海洋地质学复习(第七章 近岸带沉积)
海洋地质学复习第七章近岸带沉积1.河口湾的水动力要素及作用?1）径流（河流）：搬运碎屑物质至河口外，更新湾内水体，保持纵向和垂向的盐度梯度（盐水楔），驱动扩散碎屑载荷的河口环流。
2）潮汐：潮汐对河口湾作用最重要，其作用是混合淡、咸水，向海或向陆悬浮、搬运悬浮体。
按潮差大小可将河口湾划分为弱潮型（潮差<2米）、中潮型（2-4米）、强潮型（>4米）。
3）波浪：河口湾内波浪作用弱，但是，能改造海岸，使沉积物再悬浮，影响沉积过程。
4）河口环流类型：盐水楔型：弱潮差河口，径流驱动为主，盐水楔顶端形成砂坝。
部分混合型：中等潮差河口，淡、咸水在界面附近上下扩散，无明显界面。
强混合型：潮差大、流速大，破坏了垂向盐度梯度，存在纵向盐度梯度，科氏力使得面向陆右侧盐度高，产生横向混合，悬移质浓度口门附近最大。
2.河口湾动力作用的分带1）河流作用区2）河口环流作用区3）海洋作用区3.河口湾沉积相序：1）低能河口湾沉积：弱潮差、盐水楔，河流沉积物为主，纹层状粉砂、粘土，夹薄层或透镜状砂，边缘粗，湾心细，为粗细交互的水平纹层，生物作用强。
2）高能河口湾沉积：潮控河口湾，潮流搬运为主，湾内出现砂质，湾边缘为泥质，湾内产生潮流砂脊，湾边缘产生泥坪，底波、羽状交错层理，生物作用弱。
河口湾沉积判别标志：1）在剖面中与陆相、海相地层相接，和障蔽层序共生；2）单个旋回不厚，多有若干个旋回组合在一起；3）弱潮河口湾有向上变细趋势，粉砂-泥为主；4）具交错层理或潮汐层理构造；5）有半咸水和海相生物。
4.潮坪沉积构造1）波痕：潮流、波浪作用形成，波痕类型和成因：痕：在落潮时，波浪形成的波痕随着水深减小，较小表面波在原峰脊又塑造了小型波痕。
（2）削顶波痕：浪成波痕在水位下降时，被潮流、波浪将波峰物质搬运到波谷所至。
（3）干涉波痕：不同方向的潮流、波浪造成的具有两组以上的波痕。
2）羽状交错层理：由涨、落潮的双向流动造成的双向交错层理，也称为人字形交错层理、青鱼刺交错层理。
普通地质学复习资料精简版
普通地质学名词解释：1.内力地质作用：以地球内热为能源并主要发生在固体地球内部，包括岩浆作用、构造作用、地震作用、变质作用、地球各层圈互相作用。
2.外力地质作用：以太阳能及日月引力能为能源并通过大气、谁、生物因素引起，包括地质体的风化作用、重力滑动作用以及各种地壳表层载体的剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用。
3.克拉克值：各种元素在地壳中的平均含量之百分数。
4.解理：指晶体受到外力打击时能够沿着一定结晶方向分裂成为平面(即解理面)的能力。
5.岩浆：地下高温熔融物质。
6.侵入作用：深部岩浆向上运移，侵入周围岩石，在地下冷凝、结晶、固结成岩的过程。
7.科里奥利效应：地球上一切物体的运动，包括水的运动，同样都会受到地球自转的影响而发生偏转，其偏转方向在北半球者向右，在南半球者向左。
8.波痕：波痕是由风、水流或波浪等介质的运动在沉积物表面所形成的一种波状起伏的层面构造。
按成因可分为浪成、流水成因和风成波痕三种类型。
9.搬运作用：指风化、剥蚀的产物被搬运到他处的作用。
10.沉积作用：指搬运物在条件适宜的地方发生沉积的作用。
11.变质作用：岩石基本处于固体状态下，受到温度、压力和化学活动性流体的作用，发生矿物成分、化学成分、岩石结构构造的变化，形成新的结构、构造或新的矿物与岩石的地质作用。
12.接触交代变质作用：从岩浆中分泌的挥发性物质，对围岩进行作用，导致围岩化学成分发生显著变化，产生大量新矿物，形成新的岩石和结构构造。
13.标准化石：对于确定地质年代有决定意义的化石，应该是在地质历史中具有演化快、延续时间短、特征显著、数量多、分布广等特点，这种化石称为标准化石。
14.地质年代表：按年代先后把地质历史进行系统性编年列表。
15.震源：引发地震、释放深部能量的源区。
16.震中：震源在地面的垂直投影点，是接受震动最早的部位。
17.地震烈度：地震对地面的破坏程度。
18.莫霍面：地壳同地幔间的分界面，位于地表以下数千米到30-40千米深度。
波浪作用下桶形基础冲刷特性试验研究
摘要:在设计结构和考虑有效的海洋工程基础的冲刷防护工程时，了解和预测海洋结构周围的冲刷发展机理是非常重要
ห้องสมุดไป่ตู้
的。通过波流水槽研究规则波作用下桶形基础的冲刷特性，试验主要考虑波高与结构尺寸对桶形基础周围局部冲刷的影响，
并分析波浪冲刷过程中模型周围的时程地形、波浪作用后的冲刷坑性状、冲刷影响要素以及不同结构间的冲刷差异。结果表
收稿日期：2019-02-18 基金项目：国家自然科学基金优秀青年项目基金(51822904)；国家自然科学基金面上项目(51579082)；中国科协“青年人才托举工程”项
目(2016QNRC001) 作者简介:刘茜茜(1994-)，女,河北石家庄人，硕士研究生，主要从事海洋工程基础冲刷的研究。E-mail：754504515@qq. com 通信作者：陈旭光o E-mail: chenxuguangl984@ ouc. edu. cn
第37卷第6期 2019 年 11 月
海洋工程 THE OCEAN ENGINEERING
文章编号：1005-9865 (2019)06-0104-10
Vol. 37 No. 6 Nov. 2019
波浪作用下桶形基础冲刷特性试验研究
刘茜茜，陈旭光，冯涛，孙宝石，张凤鹏，田澄 (中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室 ，山东青岛266100)
(Ocean University of China, Shandong Provincial Key Laboratory of Ocean Engineering, Qingdao 266100, China)
Abstract: It is very important to understand and predict the scouring development mechanism around ocean structures when designing structures and considering effective scouring protection projects for offshore engineering foundations. In this research, the scouring characteristics of bucket foundation in regular waves are studied by a wave-current flume. The effect of different wave h&ghts and structural sizes on local scour around bucket foundation is mainly considered in the test. We analyze the time dynamic topographic height, scour pit characteristics, scour characterization parameters and scour differences among different structures around the model during wave scouring. The results show that the scouring process of bucket foundation is the development of shock. The maximum scouring depth and width increase with the increase of wave height, the diameter of superstructure and the position of maximum scouring depth change with wave height and structure size. The difference of maximum scouring depth between different structures can be as high as 4. 1 times. When the diameter ratio of bucket foundation is between 0. 2 to 0. 5, the knot will be formed. The structure itself has the ability to prevent scouring. Keywords: buction foundation ； wave ； local scou ； structure dimension ； sand foundation ； scour depth
第七节 海岸与海底地貌
水下岸坡（低潮线以下直 到波浪有效作用下界。）
海 洋
海岸的分类
通常把海岸分为岩岸和沙岸（包括粉沙淤泥质海岸）。 岩岸（山地海岸） 按海岸带地貌排列方式或其他地貌特称分为：里亚式海岸、 达尔马提亚式海岸、峡湾海岸、断层海岸、喀斯特海岸）
沙岸（大部分属于平原海岸） 三角洲海岸、淤泥堆积平原海岸、潟岸湖、弱谷海岸、三角 湾海岸等。 此外低纬度海区还有珊瑚礁海岸和红树林泥滩海岸。
（2）海蚀崖 海蚀穴
海蚀崖
❖ 海蚀穴被拍岸浪冲蚀不断扩大，顶部的基石悬空， 发生崩塌，形成海蚀崖，海岸后退形成陡壁。
❖ 海蚀崖的形态受岩性和岩层产状的影响很大，柱状 节理发育的海蚀崖呈陡立状，向海倾斜的岩层常形 成倾斜海崖，向陆倾斜的岩层也可以形成陡崖并能 较好地保存。
（3）海蚀拱桥与海蚀柱
海蚀穴
6.深海平原
❖ 深海平原又称深海盆地。大洋盆地中特别平坦的部分。 地壳厚度6～8公里左右，属大洋型地壳。沉积物来源 于大陆架，由浊流通过大陆坡堆积于大洋盆地中最低 部位。
❖ 沉积物经过波浪的分选作用（粗粒物质上移，西里物质下移） 后，形成由粗粒物质构成的滨岸堤和细粒物质构成的水下堆 积台。
纵向移动为主的海积地貌
❖ 在凹形海岸，海岸与波浪 前进方向的夹角约为45o 但由于海岸方向改变，使 这个夹角增大，大于45o。 这时泥沙流搬运能力减低， 使泥沙流从原来不饱和或 近饱和状态转变为饱和或 过饱和，在海岸转折处堆 积形成海滩，称湾顶滩。
4.边缘海沟
❖ 边缘海沟是与大陆坡相邻的狭长深海凹地，通常 与岛弧同时出现，延伸方向也与之一致，横剖面呈 不对称V形，平均坡度5o ~ 7o ，宽数十千米至上百 千米，长可达数千千米，深度往往在6500m以上， 有现代火山活动并且是地震震源所在。
波浪作用下泥沙临界起动水深与起动波高公式解算
波浪作用下泥沙临界起动水深与起动波高公式解算
波浪作用下泥沙临界起动水深和起动波高，是涉及海港工程与水沙工程布置设计和调整过
程中，关系最为密切的两个参数之一。
根据研究，泥沙临界起动水深与起动波高可以用一
个解算函数来表示：Hc=ar sqrt{σgd s}，其中Hc表示泥沙临界起动水深，a表示临界起动参数，σ表示泥沙的密度，g表示重力加速度，d是泥沙的直径，而s是泥沙临界起动
波高。
这个参数计算公式是荷兰港口工程师van Rijn发布的，由实验室和场地实验结果得到的，他理解了地下水深度对河流泥沙转变状态（起动态/抑制态）的重要影响。
通过计算公式，便于我们清楚地掌握泥沙临界起动水深和起动波高之间的关系，为港口建筑物设计提供了
一定的依据。
有效控制泥沙临界起动水深和起动波高，是我们在设计港口工程中必须考虑的重要因素。
近年来，泥沙临界起动的研究已取得了较好的成果，推动了港口工程建设的发展，同时也
为港口防拦沙提供了一定的参考。
未来，随着我国港口的发展，我们要继续研究，以优化
港口设计，更加有效地控制泥沙临界起动水深和起动波高。
海洋波浪向下传导的最大深度
海洋波浪向下传导的最大深度1. 引言：海洋的神秘深渊你有没有想过，当你在海边打着赤脚的沙滩球时，那些波浪在水下究竟发生了什么？大海的波浪不仅仅是表面上的涟漪，它们还会向下“穿透”到水下，这个过程可谓是大自然的一个奇妙演出。
说到这儿，你可能会问：“这些波浪到底能深入多深呢？”哎呀，今天就来跟你聊聊这个有趣的问题。
2. 波浪的基本概念：水面上的“跳舞”2.1 波浪是什么想象一下你在海边看着波浪起伏，那些波浪就像是一群舞者在水面上翩翩起舞。
不过，这些舞者可不是普通的，他们其实是水面上的“跳动”，每一波浪潮都是能量在水面上的传递。
简而言之，波浪就是水体中能量的运动波动，而不是水本身在移动。
你可以把它想象成是水面上的一场盛大的派对，虽然舞者不停在变化，但水面上的整体状态并不会随之改变。
2.2 波浪如何向下传导当这些“舞者”在水面上跳跃时，他们也会把一部分能量传递到水下。
就像你在水中扔一块石头，石头沉下去的同时，水下也会有一圈一圈的涟漪传开来。
波浪的能量传递会一直向下扩展，但随着深度的增加，能量会逐渐减弱，就像你不断往水里投石子，石子掉得越深，涟漪就会变得越来越弱。
其实，波浪向下的传递深度受很多因素的影响，包括水的密度、波浪的频率等等。
3. 最大深度的影响因素：复杂的“大自然”。
3.1 波浪的频率和波长波浪的频率和波长就像是派对上的音乐节拍。
波浪的频率越高，波长越短，它们的能量就越容易在水下迅速消散。
而那些频率低、波长长的波浪，就像是悠扬的慢歌，能量可以传递得更远。
所以，长波浪能够向下传导的深度要比短波浪要深得多。
简单来说，波浪的“音乐”节奏决定了它们在水下的“舞步”长度。
3.2 水深的影响水深也在决定波浪能量传递的深度上扮演了重要角色。
你可以把它想象成一个人跳舞的空间。
如果你在一个狭小的房间里跳舞，空间有限，动作受限；而如果你在一个宽敞的舞厅里，动作就会更加自由。
同样的道理，深水区的波浪能量传递会比浅水区更深。
地质概论任务8-3 海洋地质作用识别
4.浊流的沉积环境与沉积特征？
如果波浪斜击海岸形成 沿岸流，常形成砂咀或砂坝 将近陆的一部分水域与外海 隔离开来使其转变成湖泊， 称为泻湖。
A、海滩
海滩是泥、砂、砾被激浪流堆积在岸边而成的向海微倾斜滩地。 砾滩(pebble beach)：常发育在基岩海岸区，砾石磨圆、分选 好，长轴平行海岸，扁平面向海倾斜。 沙滩(sand beach)：陆源物质较丰富的地区，沙粒分选、磨圆极 好、具明显的分带现象（近潮上带粗、潮下带细）。成分以石英为 主，可达90%以上，次为长石、白云母、生物碎屑等。表面具有波 痕、气孔、生物遗迹等构造，内部具交错层理构造。 泥坪：地形平坦，沉积物主要为波浪带来的悬浮物（泥质），波 浪作用微弱，由岸向海沉积物由细（泥）变粗（粉沙、细沙），具 反分带现象。干旱地区则可发育盐类沉积，称萨布哈。
沙嘴：在凸形海岸，一端与陆地相连，另一端向海伸出的
泥沙堆积体， 在AB段波浪作用方向与岸线夹角为45°（φ），BC段的夹角 小于折处发生堆积并不断向前伸长，便形成沙嘴。
沙嘴的尾端常呈向岸方向弯曲形 状，这多是波浪折射或两个方向 波浪作用所致，在港湾海岸的沙 嘴，由于潮汐作用也可使沙嘴尾 端发生弯曲。
性力的共同努力下，产生周期性的涨落现象，称为潮汐。
潮汐运动示意图 潮汐的侵蚀、搬运作用与波浪相似。 常使河口形成三角港。无三角洲沉积
(三)洋流及其侵蚀、搬运作用
——海水沿一定方向 作大规模有规律的流动， 称为洋流（海流）。
1.洋流的特征
①洋流的宽度从数十公里到数百公里，长达数千公里。 ②流速较慢，一般仅为每小时数公里。 ③有表层洋流（一般不超过100米），也有深部洋流。 2.洋流的成因
B、水下沙坝：它大致与海岸平行分布，在波浪向海岸传播 时，由于波浪不断发生局部破碎使能量降低，因而发生 堆积，形成一条或数条水下堆积体，称之为水下沙坝。