海洋学 第10章泥沙运动.doc

第十章 泥沙运动§10—1 海岸泥沙运动 一.海岸泥沙的分类与运移形态1.按泥沙颗粒大小分级名称粘土软泥粉土砂砾石卵石漂石块石粒径(mm)0.0050.005-0.010.01-0.050.05-2.02.0-2020-100100～10001000表10—1 泥沙颗粒的分级2.按泥沙运移形态分类① 悬移质泥沙 在动水中泥沙颗粒处于悬浮状态 ② 半悬移质泥沙 泥沙沿底部向前移动③ 推移质泥沙 受水流的推动而滚动或滑动④ 流移质泥沙 流动性很大，与液体一样，不能停留在坡面上，称之为流移质 二、海浪浅水变形1. 平均水位以上半波振幅增加2. 水质点向岸最大流速增加3. 波峰历时减少（水质点向岸流的时间减少）4. 波谷历时增加（水质点离岸流的时间增加）5. 产生海底回流 三、沙粒的横向运动和纵向运动 1. 海底水质点的流速变化水质点流速随水深变浅的变化特征：(1)向岸最大流速比向海最大流速快；(2)向海流动时间相对较长；原因：随水深变浅，波结构发生变化，波峰形状变瘦，波峰历时小于波谷历时 2. 泥沙横向运动v2是泥沙悬浮流速（1）运动分析Ø ac时间内将向岸移动Ø df时间内将向海移动Ø def＞abc，泥沙向海迁移def＜abc，泥沙向岸移动abc=def，泥沙在原地振荡Ø 中和线 泥沙原地振荡水深点的连线（2）形成平衡剖面Ø 中和线处形成凹沟，淘深海底；Ø 凹沟以上发生淤积，坡度变缓；Ø 凹沟以下发生淤积，坡度变陡；Ø 最终形成平衡剖面。

3.泥沙的纵向运动（1）在非平衡剖面上 （2）在岸边（3）泥沙的纵向运动图中：TF：波浪在浅滩上的传播路程PF:波浪的能量，与TF成反比 b:比例系数 使泥沙产生纵向运动的能量 对α微分求其极值 令 有 即： 时，泥沙纵向运动的距离最大4）泥沙最大纵向运动速度与浅滩坡度的关系经过研究认为：浅滩坡度为0.10～0.01时，值约为35°～45° 坡度为0.023时，α=45° （5）纵向运动与岸线平直度的关系Ø 岸线是直线，泥沙纵向运动不变；Ø 凹进的海岸，流速减小泥沙淤积；Ø 凸出的海岸，受到冲刷；§10—2 海洋平台基础的底部淘刷 一、沙粒运动的几个阶段 a.层流,颗粒静止； b.流速↑→紊流，个别颗粒发生周期性震动； c.流速↑↑→紊流↑→泥沙颗粒与底部失去接触，发生前后移动 二、海底最大流速公式 n=1.38；H-波高；h-水深；-波长； -海底的最大流速。

三、启动流速公式 ＞0.2mm时， -组成床面泥沙的最大隙比-启动时床面泥沙隙比-泥沙密度-水的密度-平均直径四、应用举例 一个独腿的海洋石油平台，在水深 D＝21m的海域坐底作业，试计算建筑物的基础附近，海底泥沙d＝0.01mm的起动流速如遇五十年一遇的设计风暴( H＝9m； λ＝135m；T＝10s)试计算波浪冲刷作用的最大深度解： ε=0.245—0.222lgd=0.689 如=1.7 ,ε=0.63 则 △ε=0.059 利用启动流速公式 m／s即当波浪底速达到0.72m／s时，底部泥沙开始冲刷利用最大流速公式 h=52.75（m）五、防止海洋平台基础的底部淘刷的方法1. 用覆盖物来保护原来的海底①在基础周围投放石子②在基础周围投放装满砂子、卵石或石块的袋子③安装裙板2.减小水流的速度使用防冲刷网、成层沉积装置等 3.改变水流方向把水下结构物做成流线型，防止形成旋涡142。