海岸動(dòng)力學(xué)英文課件Coastal Hydrodynamics-復(fù)習(xí)

海岸動(dòng)力學(xué)歡迎來到海岸動(dòng)力學(xué)課程。本課程將深入探討沿海地區(qū)的水動(dòng)力學(xué)過程，包括波浪、潮汐和海嘯等現(xiàn)象。我們將研究這些力量如何塑造我們的海岸線，并影響沿海環(huán)境。課程概述基礎(chǔ)知識(shí)介紹海岸動(dòng)力學(xué)的基本概念和原理波浪力學(xué)深入研究波浪的形成、傳播和相互作用潮汐與海嘯探討潮汐和海嘯的機(jī)制及其影響海岸侵蝕分析海岸侵蝕的原因和控制方法主要內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)1理解基本概念掌握海岸動(dòng)力學(xué)的核心理論和術(shù)語2波浪分析能力學(xué)習(xí)計(jì)算和預(yù)測(cè)波浪特性的方法3潮汐和海嘯認(rèn)知理解這些現(xiàn)象的形成機(jī)制和影響4海岸保護(hù)策略學(xué)習(xí)制定有效的海岸侵蝕控制措施基本概念波浪海面上周期性的水體運(yùn)動(dòng)潮汐由天體引力引起的海平面周期性變化海流海洋中持續(xù)的水體運(yùn)動(dòng)沉積物海底和海岸的松散物質(zhì)波浪運(yùn)動(dòng)波峰波浪最高點(diǎn)波谷波浪最低點(diǎn)波長(zhǎng)相鄰波峰間距離周期波浪通過固定點(diǎn)的時(shí)間間隔波浪能量和波浪功率波浪能量波浪攜帶的總能量，包括動(dòng)能和勢(shì)能。與波高的平方成正比。波浪功率波浪能量傳播的速率。決定了波浪對(duì)海岸的侵蝕能力和潛在的可再生能源。靜水壓力1表面壓力最小2隨深度線性增加3底部壓力最大靜水壓力是流體靜止時(shí)對(duì)容器壁或浸沒物體施加的壓力。它僅與深度和流體密度有關(guān)，與容器形狀無關(guān)。動(dòng)水壓力波浪引起波浪運(yùn)動(dòng)造成水體中的壓力變化深度影響隨水深增加，動(dòng)水壓力衰減周期性變化壓力隨波浪周期而波動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮對(duì)海洋工程結(jié)構(gòu)至關(guān)重要波浪沖擊力1瞬時(shí)高壓波浪撞擊結(jié)構(gòu)時(shí)產(chǎn)生2持續(xù)時(shí)間短通常僅持續(xù)幾毫秒3破壞性強(qiáng)可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞4設(shè)計(jì)關(guān)鍵海岸工程中必須考慮波浪在平坦海灘上的傳播1深水區(qū)波浪形狀穩(wěn)定，速度較快2過渡區(qū)波浪開始感受到海底，速度減慢3淺水區(qū)波高增加，波長(zhǎng)縮短，可能發(fā)生破碎4濱浪區(qū)波浪破碎，形成浪花和沙灘沖刷波浪在陡坡海灘上的傳播快速水深變化波浪能量集中，波高迅速增加反射增強(qiáng)部分波能反射回海洋，形成駐波破碎區(qū)縮短波浪在靠近岸邊處突然破碎強(qiáng)烈回流破碎后形成強(qiáng)勁的離岸流波浪在港口或岸線構(gòu)筑物前的傳播衍射波浪繞過障礙物邊緣傳播反射波浪遇到垂直結(jié)構(gòu)物反彈駐波入射波與反射波相互作用能量耗散波浪能量被結(jié)構(gòu)物吸收波浪在巖石和人工結(jié)構(gòu)物前的傳播巖石海岸波浪反射增強(qiáng)形成噴濺和水柱巖石侵蝕加劇人工結(jié)構(gòu)物波浪能量吸收局部渦流形成沖刷和淤積現(xiàn)象波浪在珊瑚礁和植被前的傳播能量耗散珊瑚礁和植被減弱波浪強(qiáng)度波浪破碎在礁頂或植被密集區(qū)發(fā)生流場(chǎng)改變形成復(fù)雜的局部水流模式沉積物運(yùn)動(dòng)影響海底地形和生態(tài)系統(tǒng)前浪和后浪前浪先到達(dá)海岸的波浪。能量較低，形狀較平緩。后浪緊隨其后的波浪。能量較高，可能追上并吞沒前浪。前浪和后浪的相互作用可能導(dǎo)致波浪的疊加或消減，影響海岸動(dòng)力學(xué)過程。無限水深下的波浪理論1線性波理論適用于小振幅波，假設(shè)波形為正弦曲線2軌道運(yùn)動(dòng)水粒子做圓周運(yùn)動(dòng)，隨深度減小3能量傳播波能沿波向傳播，水粒子不發(fā)生凈位移4色散關(guān)系波速與波長(zhǎng)成正比，與周期無關(guān)有限水深下的波浪理論1淺水波2過渡波3深水波水深影響波浪特性。淺水波速度與水深有關(guān)，軌道運(yùn)動(dòng)變?yōu)闄E圓。過渡波表現(xiàn)出中間特征。深水波類似無限水深情況。風(fēng)浪的形成風(fēng)力作用風(fēng)在水面產(chǎn)生摩擦力波紋形成水面出現(xiàn)小尺度起伏能量傳遞風(fēng)持續(xù)輸入能量，波浪增長(zhǎng)波浪發(fā)展波高和波長(zhǎng)逐漸增加風(fēng)浪的傳播吹程風(fēng)作用的水面距離持續(xù)時(shí)間風(fēng)吹拂的時(shí)間長(zhǎng)度涌浪離開生成區(qū)的風(fēng)浪波譜描述波浪能量分布潮汐定義潮汐是由月球和太陽引力作用引起的海平面周期性升降。類型半日潮全日潮混合潮潮汐理論平衡潮理論假設(shè)地球被均勻水層覆蓋，解釋基本潮汐力動(dòng)力潮理論考慮實(shí)際地形和科里奧利力的影響諧波分析將潮汐分解為多個(gè)正弦分量潮汐預(yù)報(bào)基于歷史數(shù)據(jù)和天文因素預(yù)測(cè)潮汐海嘯定義由海底地震、滑坡或火山爆發(fā)引起的長(zhǎng)周期海浪特征開闊海域波高小，接近海岸時(shí)波高迅速增加傳播速度在深海中可達(dá)每小時(shí)700-800公里破壞力能夠造成沿海地區(qū)嚴(yán)重破壞和生命損失海嘯的形成1觸發(fā)事件海底地震、滑坡或火山爆發(fā)2海水?dāng)_動(dòng)大量水體突然移動(dòng)或抬升3能量傳遞擾動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為波浪能量4波浪形成長(zhǎng)周期、長(zhǎng)波長(zhǎng)的海嘯波開始傳播海嘯的傳播深海傳播波高低，速度快，幾乎不被察覺大陸架水深減小，波速降低，波高開始增加近岸區(qū)域波高迅速增加，波長(zhǎng)縮短登陸形成巨大浪墻或快速上漲的潮水海嘯的影響洪澇海水淹沒低洼地區(qū)破壞摧毀建筑和基礎(chǔ)設(shè)施侵蝕加劇海岸線侵蝕污染海水入侵導(dǎo)致水源污染海岸侵蝕定義海岸侵蝕是指海浪、潮汐和海流等作用導(dǎo)致海岸線后退的過程。影響因素波浪能量海平面上升沉積物供應(yīng)人類活動(dòng)海岸侵蝕的機(jī)理1波浪沖擊直接侵蝕海岸物質(zhì)2磨蝕作用懸浮沉積物磨損海岸3溶蝕作用海水溶解可溶性巖石4生物侵蝕海洋生物破壞岸壁結(jié)構(gòu)海岸侵蝕的控制措施硬質(zhì)防護(hù)建造海堤、防波堤和護(hù)岸結(jié)構(gòu)軟質(zhì)防護(hù)沙灘補(bǔ)沙、植被恢復(fù)等生態(tài)方法退讓戰(zhàn)略將建筑和基礎(chǔ)設(shè)施遷離受