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上海海事大学港航海岸工程学上海海事大学200710613004第一章:海岸防护概论海岸带:海岸线(海洋与陆地的交界线称为海岸线)两侧具有一定宽度的条形地带称为海岸带。海岸带包括潮上带、潮间带和潮下带。位于高潮位之上的区域为潮上带,位于高潮位和低潮位之间的区域称为潮间带,位于低潮位以下的区域为潮下带。海岸带的组成:后滨或后滩、前滨或滩面和外滨或滨面海岸类型: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、砂砾质海岸、淤泥质海岸、红树林海岸和珊瑚礁海岸。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。浙江、福建所占基岩海岸最长。(岸线曲折、湾岬相间;岸滩陡峭、滩沙狭窄;波浪作用为主,潮汐和风暴潮作用比较显著;基岩海岸具有水深较大、掩护良好、基岩牢固的特点。适合建港)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。辽宁所占砂砾质海岸最长。(岸线平顺;岸坡较坦;波浪作用为主并常引起沿岸漂沙)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。上海属于此类海岸。(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。)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(有利防浪、消浪、保滩促淤的功能);珊瑚礁海岸由热带造礁珊瑚虫遗骸聚积而成。海岸线变化的影响因素:海岸线是海与陆地交汇的界限,除因潮汐涨落在潮间带范围内正常变化外,还受河流、波浪、气候、生物等影响,使岸滩堆积或侵蚀,从而加剧了海岸线的推进或后退的频繁变化。海岸线冲淤变化因素:分为长期作用和短期作用。长期作用:由于海平面上升或地面沉降引起岸线退蚀,以及河流改道是海岸的泥沙补给条件剧烈变化而出现海岸变迁。短期作用:主要指波浪、沿岸流、风暴潮、河流丰枯变化、风等自然因素以及人类活动因素。海岸侵蚀的原因:分为自然原因和认为原因。自然原因1海平面的上升,岸滩剖面将逐渐调整以适应较高的海平面,从而造成岸线的长期侵蚀2波浪对岸滩上部的冲刷,是泥沙向后滨方向运移和沉积3风力输沙,大风可吹动岸滩上松散细颗粒沙造成侵蚀4沿岸输沙,波浪斜向传至岸滩而发生破波所形成的沿岸流造成沿岸输沙。人为原因:1开采地下资源造成陆地和岸滩的下沉,岸滩剖面的调整将使岸线缓慢长期侵蚀2沿岸输沙被拦截,如建造导堤或开挖航道,使得沿岸输沙下游侧岸滩侵蚀3海滩采砂,破坏近岸带的泥沙供需平衡4天然海岸防护的变动,如沿岸沙坝或浅滩的挖除,将增加作用于海滩的波能,从而造成侵蚀。第二章海岸防护工程海堤:为防御风暴潮水和波浪对防护区的危害而修筑的堤防工程,又叫海塘,防潮堤。设计标准:海堤能够安全承受和防御的,并据以进行设计的潮、浪组合标准。设计潮位:采用年频率统计的方法,推求不同重现期的高潮为作为设计高水位。(设计波浪:在确定波浪对各种不同类型海岸工程建筑物的作用力时,定义的一个合理的代表意义的波浪要素)设计波浪:设计波浪的重现期标准和设计波浪的波列累积频率标准。重现期指某一特定波列平均多少年出现一次,它代表波浪要素的长期统计分布规律。累积频率指设计波浪要素在不规则波列中的出现频率,它代表波浪要素的短期统计分布规律。重现期标准反映海堤的使用年限和重要性,累积频率标准反映波浪对不同类型海堤或不同部位作用的不同性质。设计高潮位的推算:确定方法:年最高潮位频率分析。选取每年最高潮位进行累积频率统计,得到年最高潮位的累积频率分布曲线,可以得知不同累积频率下的量值。资料中有特大值时设计高潮位的推算方法:1)经验频率计算方法2)考虑特高潮位后的统计参数的计算资料短缺情况下设计高潮位的推算:通过“极值同步差比法”求高潮位。已知点和待定点之间满足①潮汐性质相似②地理位置临近③受河流径流(包括汛期)的影响相似④受增减水影响相似。假定:两地相同重现期设计高潮位与多年平均海面的差值同两地潮差的平均值成比例;两地短期平均海面与多年平均海面的差值相同。理论累积频率曲线的选用,目的:拟合经验累积频率点,进而达到外延的目的。通常采用皮尔逊-III型曲线海堤断面主要有斜坡式、陡墙式和混合式三种基本型式。斜坡式:优点:1)因迎水面坡度缓,则稳定性好;堤前反射小;2)堤身底宽大,堤基应力分布比较均匀,整体沉降变形较小,在海滩淤泥地基上筑堤较为有利,适合于软土地基;3)在临海坡坡面有充足的地方布设消浪设施,能消散部分波浪能量4)施工较简易,可就地取材,对风浪引起的堤身变形和局部破坏适应性强,便于修复。缺点:1)堤身断面大,堤身填筑材料需求较多,需工程量和占地面积较多,沉降差较大2)在一定的坡度范围内,迎水坡的波浪爬高较大,相应堤身较高;3)在滩地高程较低情况下,由于