海岸工程课件：第1章绪论.ppt

1、海岸工程学海岸工程学2011年年2月月李俊花李俊花Phone:13917102045E-mail:一.教材及参考书海岸工程， 河海大学，2003教材：严恺主编海岸工程，海洋出版社，2002。参考书：二、教学要求了解并海岸工程的一些概念.能够独立设计防波堤、海堤等工程.了解海岸工程研究的热点和难点.内 容第一章 绪论第二章 海岸动力因素第三章 波浪对海工建筑物的作用第四章 海岸防护工程第五章 防波堤第六章 海堤及防波堤设计第一章第一章 绪绪 论论1.1 海岸带概况1.2 海岸线冲淤变化的影响因素1. 3 我国海岸防护和围海工程现状本章需要掌握内容本章需要掌握内容: : 1. 1.了解我国海岸带情

2、况了解我国海岸带情况 2.2.掌握海岸带冲淤影响因素掌握海岸带冲淤影响因素 3.3.了解我国海岸防护及围海工程现状了解我国海岸防护及围海工程现状1.1 海岸带概况一、海岸线、海岸带海洋与陆地的交界线称为海岸线。中国海岸的基本情况：中国海岸的基本情况： 从辽宁的鸭绿江口到广西北仑河口，大陆海岸线总从辽宁的鸭绿江口到广西北仑河口，大陆海岸线总长长18000km，岛屿岸线长是，岛屿岸线长是14000km。 纵跨温带、亚热带和热带三个气候带。纵跨温带、亚热带和热带三个气候带。2）海岸线向陆地延伸10km左右；向海扩展到10-15m等深线。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

3、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%）。 2、海岸带（coastal zone）1）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。3）潮上带潮上带、潮间带潮间带和潮下带潮下带图1 海滩剖面图二、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：1 、基岩海岸（rocky coast）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。1 、基岩海岸我国有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、

4、桂、琼等省，基岩海岸广为分布。 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.基基岩岩海海岸岸2、砂砾质海岸（砂质海岸和砾质海岸）（sand coast）2、砂砾质海岸砾质海带，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。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；这类海岸是发展、的良好场所。3、以波浪为主要动力因素，泥沙有沿岸运动和横向运动。 砂砂砾砾质质海海岸岸3

5、 、淤泥质海岸（muddy coast）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。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）。 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。这类海岸的岸滩涂资源丰富，有利于发展、用于开发农业或畜牧业等其他产业。岸线平直、一般位于大河河口两侧；3 、淤泥质海岸（muddy coast）4 、 主要分布在福建，台湾的基隆淡水和台北，主要分布在福建

6、，台湾的基隆淡水和台北，两广两广 红树科目的植物在淤泥质海岸很好繁殖； 红树林有利于防浪、消浪、保滩促淤。4 、 海南诸岛、台湾、澎湖列岛和两广海南诸岛、台湾、澎湖列岛和两广珊珊瑚瑚礁礁海海岸岸 三、我国海岸带环境特征 海岸线的形态变化以及海岸带地貌的演变是海陆海岸线的形态变化以及海岸带地貌的演变是海陆二者动力作用的结果，所以强烈的太平洋风浪和潮汐二者动力作用的结果，所以强烈的太平洋风浪和潮汐多边的大陆海岸物质组成和构造陆地的地理纬度多边的大陆海岸物质组成和构造陆地的地理纬度差异以及长期频繁的人类活动是影响海岸带自然环境差异以及长期频繁的人类活动是影响海岸带自然环境的重要因素的重要因素. .

7、我国海岸带的环境特征我国海岸带的环境特征: : 1 1、灾害性天气频繁、灾害性天气频繁 2 2、大陆与海洋作用强烈、大陆与海洋作用强烈 3 3、人类活动影响显著、人类活动影响显著灾害性天气灾害性天气包括,等.主要是前两者.:是冷空气过境,其温度降低10度以上.:在热带海洋上的一种强烈的气旋性风暴.:日降雨大雨50mm.(我国分布不均匀)和种类(最大风速大雨8m/s)设计海岸工程时特别关注的因素: 1.寒潮的破坏性 北方海岸工程所特别关注的 2.台风的破坏性-风暴潮台台风风的的破破坏坏性性台风的破坏性台风的破坏性2 2、大陆与海洋作用强烈、大陆与海洋作用强烈海岸建筑物许重点考虑的因素海岸建筑物许

8、重点考虑的因素: :1 1）陆相作用因素）陆相作用因素: :泥沙泥沙 我国主要河系年平均径流量为我国主要河系年平均径流量为1.61.6亿方亿方, ,泥沙泥沙17.517.5亿方亿方,6,6亿溶亿溶解物解物. . 2 2）海相作用因素）海相作用因素: :潮汐、风浪和涌浪、海啸潮汐、风浪和涌浪、海啸3 3）其他因素：气候、海域地形、入海河流等）其他因素：气候、海域地形、入海河流等黄河口3、人类活动影响显著 人类活动对上游流域的影响：径流和入人类活动对上游流域的影响：径流和入海泥沙海泥沙 实例：实例： 黄河黄河 长江长江 海岸工程对海岸带的影响海岸工程对海岸带的影响 建港、丁坝、挡潮闸、围垦建港、丁

9、坝、挡潮闸、围垦 实例：钱塘江、长江口深水航道整治、实例：钱塘江、长江口深水航道整治、大小洋山等等大小洋山等等 上海国际航运中心上海国际航运中心四、海岸带资源B B、物质资源、物质资源淡水资源、海水资源、海洋生物资源、植物淡水资源、海水资源、海洋生物资源、植物资源、矿石资源、海洋能资源资源、矿石资源、海洋能资源A A、空间资源、空间资源海域海域用于建设港口：深水深用，浅水用于建设港口：深水深用，浅水浅用浅用土地土地 C C、环境资源、环境资源旅游资源、自然保护区旅游资源、自然保护区青岛第一海青岛第一海水浴场水浴场第二节 海岸线冲淤变化的影响因素海岸工程建筑物设计必须特别关注的几个因素海岸工程建

10、筑物设计必须特别关注的几个因素海平面上升影响或地面沉降引起岸线蚀退。波浪、沿岸流、潮流、人类活动等 起因：温室气体过度排放 现状：mm/y， 未来危害：年升cm以上，预测今后年海平面上升至cm. 危害：原来海平面以上的陆地受冲刷而消失有些地方海平面上升引起的冲刷要比直接淹没的陆地数量大的多将引起低地排水困难，陆地容易形成内涝，咸水沿江河上溯能力增强，土地盐碱化，河床抬高，影响航运 危害实例：荷兰、上海等将受淹没 海平面上升将成为我们海岸水利工程技术人员和其他相关研究人员重要研究内容二、波浪作用以及沿岸流泥沙运动方式：横向和沿岸导致海岸变化形式：横向运动引起的岸滩剖面变化一般表现为泥沙在离岸区和

11、岸边之间来回往复搬运，岸线也是在平均岸线之间周期性摆动研究的难点：波、流相互作用下的泥沙运动机理一般需要通过物理模型一般需要通过物理模型目前数学模型有困难目前数学模型有困难三、潮流作用 潮流动力对于淤泥质平缓海岸起了重要的作用，其可以引起大规模的泥沙水平搬运，特别是在波浪掀沙情况下所谓波浪淘沙，潮流输沙 实例：江苏苏北海岸的动力环境就是这中其潮差打米，流速达米s四、人类活动影响海岸侵蚀人类工程活动对沿岸的波浪水流和泥沙运移将产生不同程度的影响，导致岸滩剖面改变岸线调整或者岸滩冲淤平衡 在有沿岸泥沙运动的海岸修建丁坝或干扰海岸的冲淤积黄骅港 围海会显著改变当地的海域流场，若规划不当，很容易破坏当

12、地附近的岸滩平衡，原来的地貌形态和底质分布发生改变，还可能使局部生态环境恶化导致某些水产资源的衰退甚至灭绝实例：胶洲湾年内围垦多平方公里，是湾内实例：胶洲湾年内围垦多平方公里，是湾内纳潮量减少导致青岛港口淤积，航道发生萎缩和西移纳潮量减少导致青岛港口淤积，航道发生萎缩和西移 无序开采海岸带资源将导致海岸动力的改变，影响整体海岸的演变。 案例：采沙、采珊瑚礁1. 3 我国海岸防护和围海工程现状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。具体工程包括：海堤、护岸和保滩促淤等工程。具体工程包括：海堤、护岸和保滩促淤等工程。、海堤、海堤在浙江也叫海塘，比较著名的钱塘江海塘。在浙江也叫海

13、塘，比较著名的钱塘江海塘。工程实例：一期北导堤工程设计 在北导堤堤身设计中，采用了大型土工布充砂袋堤心、模袋砼压顶等创新结构。这种结构运用在长江口地区尚属首创。护底软体排成套施工工艺护底软体排成套施工工艺、保滩促淤工程、保滩促淤工程防止岸滩被波浪、水流淘刷、促使泥沙在防止岸滩被波浪、水流淘刷、促使泥沙在海堤前滩面上落淤、达到保滩有保堤的目的。（保堤海堤前滩面上落淤、达到保滩有保堤的目的。（保堤必先保滩）必先保滩）具体工程措施：丁坝、顺坝以及植物保滩等具体工程措施：丁坝、顺坝以及植物保滩等 保滩护岸促淤工程实例子：保滩护岸促淤工程实例子：6 19921992年，位于外高桥长江口南岸边滩的上海船舶

14、油污水处理厂吹填造地工年，位于外高桥长江口南岸边滩的上海船舶油污水处理厂吹填造地工程，首次采用了大型编织袋充填砂筑堤的技术，经实践表明，相比于抛石堤它在程，首次采用了大型编织袋充填砂筑堤的技术，经实践表明，相比于抛石堤它在造价、进度上均有较大优势。由此，土工织物开始被大量用于长江口堤坝工程中，造价、进度上均有较大优势。由此，土工织物开始被大量用于长江口堤坝工程中，抛石软体排护底取代了传统的抛石柴排护底，大型充填袋装砂筑堤取代了抛石堤，抛石软体排护底取代了传统的抛石柴排护底，大型充填袋装砂筑堤取代了抛石堤，堤身结构的反滤及防渗材料也逐渐由土工织物所取代，土工织物得到了大量应用，堤身结构的反滤及防渗材料也逐渐由土工织物所取代，土工织物得到了大量应用，积累了宝贵的设计经验。积累了宝贵的设计经验。 丁坝护滩丁坝护滩大米草促淤护滩大米草促淤护滩