海洋学 第10章 泥沙运动

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1、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

2、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143三、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Øac时间内将向岸移动Ødf时间内将向海移动Ødef＞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

3、（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；143Ø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143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

4、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；143§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

5、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=0.63143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

6、水下结构物做成流线型，防止形成旋涡143