上海海事大學(xué)海岸工程學(xué)課件

上海海事大學(xué)海岸工程學(xué)課件contents目錄海岸工程學(xué)概述海岸動力環(huán)境海岸地貌與動力沉積過程海岸防護(hù)工程港口與航道工程海岸環(huán)境工程與生態(tài)保護(hù)海岸工程學(xué)概述01海岸工程學(xué)是研究海岸帶地區(qū)自然環(huán)境與人類活動相互作用，探索海岸帶資源可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的工程技術(shù)與管理方法的綜合性學(xué)科。海岸工程學(xué)的研究對象包括海岸帶地區(qū)的陸地、灘涂、潮間帶及近海海域，涉及地貌、水文、氣象、生態(tài)、地質(zhì)、環(huán)境等多個自然要素。海岸工程學(xué)的定義與研究對象研究對象定義海岸生態(tài)工程研究通過生態(tài)工程手段（如人工濕地、紅樹林種植、海岸植被恢復(fù)等）促進(jìn)海岸帶生態(tài)修復(fù)和環(huán)境改善的方法和技術(shù)。海岸動力過程研究潮汐、波浪、海流、風(fēng)暴潮等海洋動力過程對海岸帶地形地貌、沉積物輸運(yùn)和生態(tài)環(huán)境的影響。海岸帶資源與環(huán)境研究海岸帶地區(qū)的土地資源、水資源、礦產(chǎn)資源、旅游資源等的分布特征、開發(fā)利用潛力及環(huán)境保護(hù)策略。海岸防護(hù)工程研究海岸防護(hù)工程（如海堤、丁壩、離岸堤等）的設(shè)計原理、建造技術(shù)和工程管理，以保護(hù)海岸免受侵蝕、風(fēng)暴潮等自然災(zāi)害的破壞。海岸工程學(xué)的研究內(nèi)容保障沿海地區(qū)人類活動的安全通過海岸防護(hù)工程等手段，減少海岸侵蝕、風(fēng)暴潮等自然災(zāi)害對沿海居民生命財產(chǎn)安全的威脅。通過合理規(guī)劃和開發(fā)海岸帶資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。通過海岸生態(tài)工程等手段，修復(fù)和改善受損的海岸帶生態(tài)環(huán)境，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)健康和生物多樣性。海岸工程學(xué)涉及地球科學(xué)、工程學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域，推動這些學(xué)科之間的交叉融合，為培養(yǎng)復(fù)合型人才和推動科技創(chuàng)新提供重要平臺。促進(jìn)海岸帶資源可持續(xù)利用保護(hù)海岸帶生態(tài)環(huán)境推動多學(xué)科交叉融合海岸工程學(xué)的研究意義海岸動力環(huán)境02潮汐是指海水在月球和太陽引力作用下產(chǎn)生的周期性升降現(xiàn)象，而潮流則是潮汐引起的水平流動。定義與原理根據(jù)潮汐周期和幅度，可分為半日潮、全日潮和混合潮。潮流則分為往復(fù)流和旋轉(zhuǎn)流兩種類型。類型與特征通過驗(yàn)潮站和潮位計進(jìn)行潮汐測量，利用潮汐表和潮汐預(yù)報進(jìn)行預(yù)測。測量與預(yù)測潮汐與潮流對海岸地形、航行安全、港口運(yùn)作等有重要影響，同時也應(yīng)用于潮汐能發(fā)電等領(lǐng)域。影響與應(yīng)用潮汐與潮流海浪是指海洋表面由于風(fēng)力、地震等多種因素作用下產(chǎn)生的波動現(xiàn)象，可分為風(fēng)浪、涌浪和近岸波等。定義與分類特征與測量預(yù)測與模擬影響與應(yīng)用海浪特征包括波高、波長、波周期等，通過浮標(biāo)、雷達(dá)、衛(wèi)星等手段進(jìn)行測量。利用海浪預(yù)報模型和數(shù)值模擬方法進(jìn)行海浪預(yù)測和模擬。海浪對海岸侵蝕、船舶安全、海洋工程等具有重要影響，也應(yīng)用于沖浪、海浪能發(fā)電等領(lǐng)域。海浪海流是指海洋中的大規(guī)模水流運(yùn)動，包括風(fēng)生流、熱鹽流、潮汐流等。定義與類型海流分布受地球自轉(zhuǎn)、海陸分布、海底地形等多種因素影響，具有不同的流速和流向特征。分布與特征通過漂流瓶、ADCP、衛(wèi)星測高等方法進(jìn)行海流測量和觀測。測量與觀測海流對氣候變化、海洋生態(tài)系統(tǒng)、海洋污染等方面有重要影響，同時也應(yīng)用于航海、漁業(yè)等領(lǐng)域。影響與應(yīng)用海流海岸地貌與動力沉積過程03沙壩-潟湖地貌沙壩是由波浪破碎產(chǎn)生的沿岸流攜帶泥沙在岸線附近堆積而成，潟湖是與外海隔離的淺水洼地，水體鹽度常低于周圍海域。岬灣地貌由岬角和海灣相間排列組成，形態(tài)曲折，岬角處常有浪花飛濺。河口三角洲地貌由河流攜帶的泥沙在河口地區(qū)堆積而成，呈三角形向海突出。海岸地貌類型與特征波浪是塑造海岸地貌最活躍的動力因素，通過波浪破碎、沿岸流和底流等作用對海岸進(jìn)行剝蝕和堆積。波浪作用潮汐引起的水位漲落對海岸帶產(chǎn)生周期性沖刷和堆積，尤其在狹窄水道和河口地區(qū)形成潮汐三角洲。潮汐作用河流攜帶大量泥沙入海，在河口地區(qū)形成豐富的沉積物，為三角洲和海灘提供物質(zhì)來源。河流輸沙海岸動力沉積過程與地貌演變海蝕崖海蝕平臺沙灘連島沙壩海岸侵蝕與堆積地貌形態(tài)01020304由波浪侵蝕作用在基巖海岸形成的陡峭崖壁。海蝕崖后退后留下的平坦基巖面，常覆蓋波蝕凹槽和殘留的海蝕柱。由波浪破碎產(chǎn)生的沙粒在岸線附近堆積形成的寬廣平地，是常見的堆積地貌形態(tài)。連接島嶼與大陸的沙質(zhì)堆積體，通常由沿岸流攜帶泥沙堆積而成。海岸防護(hù)工程04海岸防護(hù)工程主要分為結(jié)構(gòu)性防護(hù)和非結(jié)構(gòu)性防護(hù)兩種類型。結(jié)構(gòu)性防護(hù)工程包括丁壩、順壩、離岸堤等硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，非結(jié)構(gòu)性防護(hù)工程則包括植被種植、沙灘養(yǎng)護(hù)等軟質(zhì)措施。類型海岸防護(hù)工程的主要原理是通過調(diào)節(jié)和控制沿海水流、泥沙運(yùn)動，防止或減輕海岸侵蝕，保護(hù)海岸線的穩(wěn)定。其設(shè)計需考慮地理、水文、氣象等多因素，以實(shí)現(xiàn)工程效益最大化。原理海岸防護(hù)工程類型與原理一種垂直于海岸線的防護(hù)建筑，主要作用是改變海水流向，減輕海岸侵蝕。其長度和高度設(shè)計需考慮地形、潮差、波浪等因素。丁壩平行于海岸線的防護(hù)建筑，主要用于穩(wěn)定沙灘，防止沙灘被沖刷侵蝕。順壩的設(shè)計和建設(shè)需根據(jù)沙灘的形態(tài)、動態(tài)變化等因素進(jìn)行優(yōu)化。順壩位于近海，與海岸線平行且相距一定距離的防護(hù)建筑。離岸堤能有效攔截沿岸漂流的泥沙，促進(jìn)泥沙在堤后沉積，形成新的沙灘，達(dá)到防護(hù)海岸的目的。離岸堤丁壩、順壩與離岸堤護(hù)岸工程主要通過建造護(hù)岸墻、護(hù)岸堤等硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，防止波浪、潮汐對海岸的直接沖刷，以維護(hù)海岸穩(wěn)定。護(hù)岸工程的設(shè)計需考慮海岸地形、地質(zhì)、水文等條件。護(hù)灘工程主要通過養(yǎng)護(hù)沙灘、種植植被等非硬質(zhì)措施，調(diào)節(jié)沙灘地形、水文條件，達(dá)到保護(hù)沙灘，防止海岸侵蝕的目的。護(hù)灘工程強(qiáng)調(diào)生態(tài)環(huán)保，注重與自然環(huán)境的和諧共生。護(hù)岸與護(hù)灘工程港口與航道工程05地理位置自然環(huán)境經(jīng)濟(jì)因素社會與環(huán)境影響港口選址與布局原則充分評估選址地的水文、氣象、地質(zhì)等自然條件，確保港口建設(shè)和運(yùn)營的安全。分析當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及未來趨勢，預(yù)測港口吞吐量，以滿足未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求?？紤]港口建設(shè)對當(dāng)?shù)厣鐣?、環(huán)境的影響，需進(jìn)行充分的環(huán)保評估和社會影響評價。港口選址應(yīng)首先考慮地理位置，選擇靠近航線、避風(fēng)條件良好、水深適宜的海域。同時，需考慮與內(nèi)陸交通網(wǎng)絡(luò)的連接便利性。結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行碼頭結(jié)構(gòu)分析，包括荷載計算、地基處理、抗震設(shè)計等，確保碼頭結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。設(shè)備與設(shè)施合理規(guī)劃港口裝卸設(shè)備、倉儲設(shè)施、集疏運(yùn)系統(tǒng)等，提高港口運(yùn)營效率。施工方法選擇合適的施工方法，如沉箱法、打樁法、填筑法等，確保施工質(zhì)量與進(jìn)度。碼頭類型選擇根據(jù)港口功能、貨物種類和自然條件，選擇合適的碼頭類型，如重力式碼頭、板式碼頭、高樁碼頭等。港口碼頭設(shè)計與施工第二季度第一季度第四季度第三季度航道等級劃分航道整治技術(shù)疏浚設(shè)備與工藝環(huán)境保護(hù)航道整治與疏浚工程根據(jù)航道水深、寬度、彎曲半徑等條件，劃分航道等級，滿足不同噸位船舶的通航需求。采用爆破、挖泥、填筑等技術(shù)手段，對航道進(jìn)行整治，改善航道通航條件。選用合適的疏浚設(shè)備，如挖泥船、吸泥船等，制定合理的疏浚工藝，確保疏浚工程高效進(jìn)行。在航道整治與疏浚工程中，注意保護(hù)水域生態(tài)環(huán)境，采取環(huán)保措施，減少對水生生物和水質(zhì)的負(fù)面影響。同時，合理利用疏浚物，降低工程對環(huán)境的壓力。海岸環(huán)境工程與生態(tài)保護(hù)06通過建設(shè)防波堤、護(hù)岸等工程結(jié)構(gòu)，保護(hù)海岸免受侵蝕、沖刷等自然力破壞。海岸防護(hù)工程海灘養(yǎng)護(hù)工程海岸濕地恢復(fù)工程采用人工補(bǔ)沙等措施，維護(hù)海灘的形態(tài)、寬度和坡度，保障海灘的游憩和生態(tài)功能。通過濕地植被修復(fù)、水文條件改善等措施，恢復(fù)海岸濕地的生態(tài)功能和生物多樣性。030201海岸環(huán)境工程原理與技術(shù)生態(tài)修復(fù)技術(shù)采用生態(tài)工程、生態(tài)修復(fù)和生態(tài)重建等手段，對受損的海岸帶生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)和重建，恢復(fù)其生態(tài)功能和服務(wù)。生態(tài)修復(fù)實(shí)踐包括紅樹林修復(fù)、海草床修復(fù)、珊瑚礁修復(fù)等，這些實(shí)踐在保護(hù)海岸生態(tài)環(huán)境和生物多樣性方面發(fā)揮了重要作用。海岸帶生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成包括沙灘、礁石、植被、水域等多種生態(tài)系統(tǒng)，它們之間相互依存、相互作用。海岸帶生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)修復(fù)技術(shù)環(huán)境影響評價01對海岸工程進(jìn)行環(huán)境影響評價，評估其對環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會的