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第一章绪论一、海岸线、海岸带与海岸1、海岸线：海洋与陆地的交界线称为海岸线。2、海岸带：海岸线两侧具有一定宽度的条形地带称为海岸带。海岸带的宽度各国规定不尽相同，我国规定：一般岸段自海岸线向陆地延伸10km左右；向海扩展到10-15m等深线。海岸带组成：潮上带、潮间带和潮下带。位于高潮位之上的区域为潮上带(38%)，位于高潮位和低潮位之间的区域称为潮间带(7%)，位于低潮位以下的区域为潮下带(55%)二、海岸类型：基岩海岸、砂砾质海岸、淤泥质海岸、生物海岸1、基岩海岸定义：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。2、砂砾质海岸定义：又称堆积海岸，主要是平原的堆积物被搬运到海岸边，再经波浪或风的改造堆积形成。3、淤泥质海岸定义：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。4、生物海岸生物海岸包括红树林海岸和珊瑚礁海岸。红树林海岸由红树植物与淤泥质潮滩组合而成；珊瑚礁海岸由热带造礁珊瑚虫遗骸聚积而成。我国海岸带的环境特征:1、灾害性天气频繁2、大陆与海洋作用强烈-陆相:泥沙;海相:风浪、海啸3、人类活动影响显著:径流和入海泥沙海岸线冲淤变化的影响因素1.长期因素：海平面上升影响或地面沉降引起岸线蚀退。2.短期因素：波浪、沿岸流、潮流、人类活动等四、海岸带开发与海岸工程（1）海岸防护工程作用：保护沿海城镇、农田、盐场和岸滩，防止风暴潮的泛滥淹没，抵御波浪、水流的侵袭与淘刷。分类：海堤（或海塘）、护岸、丁坝和保滩工程第二章海岸动力因素第一节波浪一、波浪1、波浪要素：波峰(谷)、波长、周期、波速(波型传播的速度)、波高(相邻波峰和波谷的垂直距离)、振幅、波陡(波高与波长之比)、波峰线(波峰的连线)、波向线(波浪传播方向，垂直于波峰线)。2、设计波浪：平均波高（）、累积频率波高（）、1/10大波（）、有效波高（）二、潮汐一、沿海潮汐的特征H%FH101H31H1、潮汐定义：海水在天体引潮力的作用下所产生的周期性运动。习惯上将海水铅直向涨落称潮汐，水平方向的流动称潮流。2、基本要素：高潮（在潮汐升降的一个周期中，当海面升至最高时）、低潮、潮差（相邻高潮与低潮的水位高度差）3、设计潮位：指港口水工建筑物在正常使用条件下的潮位。包括：设计高/低水位；极端高/低水位设计高（低）水位计算：1）设计潮位的标准设计高水位应采用高潮累积频率10％的潮位，简称高潮10%；设计低水位应采用低潮累积率90％的潮位，简称低潮90%。2）资料年限应有多年或至少完整一年逐日每小时的实测潮位资料。3）设计潮位的推算方法设计潮位的推算采用绘制高潮或低潮累积频率曲线。极端高（低）水位计算：l）极端潮位的标准我国《海港水文规范》中规定，采用年频率统计的方法推求50年一遇的高、低潮位作为极端水位。2）资料年限为了确定极端高、低水位，在应用频率分析方法进行统计分析时，要求应具有不少于20年的年最高、最低潮位实测资料，并须调查历史上出现的特殊水位。3）极端水位的推算方法A、年频率统计的方法B、资料中有特大值时设计高潮位的推算方法C、资料短缺情况下设计高潮位的推算第三章海岸防护工程一、海堤1、定义：在河口、海岸地区，为了防止大潮的高潮和风暴潮的泛滥及其伴随风浪的侵袭造成土地淹没，在沿岸原有地面上修筑的一种专门用来挡水的建筑物。2、海堤工程的设计标准：Step1：确定海堤工程的防潮标准step2、海堤工程的级别StepStep4：波浪的设计标准，包括：设计波浪的重现期；设计波高的波列累积率。3、设计潮位的确定：设计高潮位由年最高潮位频率计算法确定4、设计波浪计潮位：（1）设计波浪的重现期T:指某一特定波列的波浪平均多少年出现一次，代表波浪要素的长期统计分布规律。（2）设计波浪的波列累积频率P：指设计波浪要素在不规则波列中的出现频率，代表...短期分布规律。T=1/P5、海堤断面型式：斜坡式、陡墙式（包括直立式）、混合式海堤（一）斜坡式海堤1、形式—海堤的迎水面坡度比较缓m=ctgα1，即45º2、护坡形式—干砌块石或条石、浆砌块石、抛石、混凝土预制板、现浇整体混凝土、；沥青混凝土、人工块件、水泥土及草皮护坡3、优点：（1）因迎水面坡度缓，则稳定性好；堤前反射小；（2）堤身底宽大，堤基应力分布比较均匀，在海滩淤泥地基上筑堤较为有利；（3）施工较简易，可就地取材，对风浪引起的堤身变形和局部破坏适应性强，便于修复。4、缺点：（1）堤身断面大，需工程量和占地面积较多；（2）在一定的坡度范围内，迎水坡的波浪爬高较大；（3）在滩地高程较低情况下，由于施工时往往要求先堆土方，后做护坡，结果容易导致已堆筑的土方被冲失。（二）陡墙式海堤1、特点：（1）陡墙式海堤的迎水面用块石或条石砌成m1的陡墙；（2）墙后用土方填筑；（3）防护墙与土方之间设有反滤层或抛石渣。2、优点：断面小，土方量少；施工中以石方掩护土方，减少土方流失，适用于小潮低潮位附近、滩面高程比较低的围堤工程；爬高小。3、缺点：地基应力集中，地基要求高。(一般在基床上）；波浪反射大，以立波为主，时常引起底流速增大易产生堤角冲刷；堤前有破波，波浪力作用强烈，对堤身破坏性大；破坏以后难修复。4、形式：坡度大于45度,迎水面采用块石和条石.后方以土料填筑为主，分布于浙江舟山为主。（三）混合式海堤1、形式：迎水面由陡墙及斜坡混合组成。2、特点：前两种海堤兼有。（四）海堤断面型式确定应考虑的因素（1）海堤型式的确定应根据水文地质、材料来源、施工条件等具体情况综合考虑，进行方案比较，选定经济、合理的结构型式。（2）一般情况下地质条件较差、堤身相对较高的堤段，海堤断面宜选择斜坡式；地基条件较好、滩涂面较高的堤段，或者有软弱土层存在，但经地基加固处理后在经济上合理的堤段，海堤断面宜选择陡墙式；地质条件较差、水深大、受风浪影响较大的堤段，海堤断面宜选择混合式。（五）海堤基本断面确定堤顶高程：是指海堤沉降稳定后的高程。对于设有防浪墙的海堤，堤顶高程则是防浪墙顶面的高程，但防浪墙必须稳定、坚固。方法：堤顶高程有潮位和波浪的重现期和波列累积频率确定，具体确定方法：堤顶宽度：除去防浪墙后的净宽度，不小于3-4米。考虑因素：自身稳定、地基稳定、防浪防渗要求、施工和防汛抢险要求。堤身边坡：考虑因素：断面型式、护坡类型及材料、堤身材料、波浪作用情况、地基条件及施工条件（六）海堤的构造1堤顶及防浪墙2护坡3护坡垫层4护坡基脚5防护墙（七）海堤设计1波浪在堤坡上爬高计算2护坡计算3防护墙稳定计算4防浪胸墙稳定计算5海堤抗滑稳定计算6地基沉降计算7软土地基加固8海堤防渗和堵漏二、护岸1、概念：在河口、海岸地区，对原有岸坡采取砌筑加固的工程措施。2、护岸和海堤的异同：PpFZhRA相同点：护岸与海堤都是为了防浪、挡潮保护陆上农田、城镇。不同点：1）护岸是对原有岸坡加以保护，防止岸坡在波浪水流作用下坍塌，维持岸线稳定；2）海堤是在地表以上修建挡水建筑物，主要功能是防止暴潮、洪水的淹没泛滥。3、护岸类型：消极护岸（直接护岸）和积极护岸（间接护岸）4、护脚工程:护脚在低水位以下部分，主要形式：抛石、沉排等。（低水位以上为护坡）三、丁坝1、组成丁坝一般与岸线成丁字形相交，由坝头、坝身、坝根三部分组成。坝头伸向海、河中；坝根与堤岸连接；坝身向外延伸，将水流挑离岸边，拦截沿岸漂沙，使之落淤。2、作用（1）丁坝自岸边向外伸出，对斜向朝着岸坡推进的波浪和顺着岸边的沿岸流都起了阻碍作用，减弱波浪和水流对岸边的冲击力。（2）阻碍泥沙的沿岸运动，起到促淤的效果。3、丁坝的布置（1）单丁坝的布置：三种平面布置：与水流正交、向上挑、向下挑。下挑丁坝挑流作用没有上挑丁坝作用强烈，但是其堤头的冲刷不严重。淹没丁坝挑流效果：上挑丁坝——表面流向离岸，底流向岸；下挑丁坝——表面流向向岸，底流离岸。丁坝布置方向选择应该容易使坝田淤积。一般布置与岸线垂直。（2）丁坝群的布置两个因素要确定：1）丁坝的长度：总体上说视功能而定，保护岸滩的丁坝长度50~100m，其中砾石滩取40~60m，沙质为100m；促淤作用时是1000~2000m2）丁坝的间距：视丁坝群的作用而定。促淤作用时，丁坝间距要密一点但是具体多少应该视各地自然条件决定。一般而言，沙质海滩，丁坝间距为丁坝长度的1~1.5倍，砾石海滩，丁坝长度取1.5~2.0倍丁坝长；护滩作用，3~4倍的丁坝长度四、顺坝1、定义：也称为离岸堤，在海岸线外一定距离的海域中建造大致与岸线相平行的防波堤。在波浪作用为主的地区，特别是主波向垂直于岸线时，采用顺坝保滩护岸。2、布置型式：连续布置、间断布置。比较长的顺坝，内侧设置丁坝，间距为顺坝至岸距离的2~5倍，起到促淤作用。一般情况下，对于促淤作用的顺坝是间断布置，以促使泥沙在坝田区落淤。3、结构形式：（1）出水顺坝：最大优点是挡波作用强，促淤效果好。缺点：顺坝结构要求高，波浪作用力大。（2）潜水顺坝：潜顺坝的作用：消浪—取决于堤顶水深与堤前波高比；促淤—堤顶高程越高效果越好。五、保滩工程1、定义：保滩工程是根据设计方案，向海滩大量抛沙，或者同时辅以硬工程，使受侵蚀的海滩增宽或保持海岸、河口地区滩涂的稳定的工程措施。2、海岸防护措施的选择：泥沙运动方式：沿岸输沙强——丁坝；弱（单向）——丁坝，（双向）——离岸堤；横线泥沙运动——海滩补沙第四章波浪对结构物的作用一、直墙式建筑物的波态1、波态定义：根据《海港水文规范》的有关规定，在确定波浪对直墙式建筑物的作用力时，应判别墙前的波态。2、分类：立波、远破波和近破波立波：波浪将在墙面上完全反射，反射波与入射波相叠加形成的波。形成立波的条件：进行波的波峰线与直立墙的轴线大致平行；墙长大于一倍波长；墙前有足够的水深。远破波：在墙前半波长或稍远处发生破碎的波浪，称为远破波。当基床在海底面以上的高度较小时，产生远破波。近破波：在墙面或其附近发生破碎的波浪，称为近破波。当基床在海底面以上的高度较大时，容易产生近破波。二、立波作用力1、浅水立波法当d1=1.8H；d/L=0.05-0.12时，可采用浅水立波法计算直墙式建筑物上波峰作用力和波谷作用力。2、森弗罗简化法当H/L=1/30和d/L=0.139-0.2时，可采用森弗罗简化法计算直墙式建筑物上的立波作用力。3、插值法4、欧拉坐标一次近似法5、合田良实法三、破波作用力1、远破波作用力2、近破波作用力第五章防波堤工程1、定义对于建造在开敞海岸、海湾或岛屿的港口，为防御波浪对港域的侵蚀而建造的用于掩护水域的一种结构物。2、功能1）防御波浪、冰棱的袭击，保证港内水域的平稳；2）阻拦泥沙，减少港内淤积，保证港内水深；3）堤的内侧可兼作码头。3、防波堤的分类1）按平面型式：（1）突堤：一端与岸连接，另一端伸向海中，组成港口的口门。（2）岛堤：两端均不与岸连接，位于离岸一定距离的水域中，设有堤根。2）按结构型式分：重型防波堤：斜坡式、直立式、混合式；轻型防波堤：透空式、浮式、压气式、水力式4、防波堤的累计频率标准《海港水文规范》规定：1、重现期：斜坡式、直立式、墩柱式、桩基式50年；护岸等非重要建筑物，25年；灯塔，100年，必要时，按照历史最大值设计2、波列累积率：不同结构型式，不同验算指标，不同部位，使用的波列累积频率可能不同（一）斜坡式：由堤心石、护面和护底组成（一般）（1）优点：a、消浪功能好，波浪大部分不反射；b、对地基承载要求不高，损坏后易修复；c、施工容易，一般不需大型起重设备，便于就地取材。（2）缺点：a、护面块石易被波浪冲走，需经常维修，增加后期费用；b、堤两侧不能直接做系靠船舶的码头之用；（3）适用范围：适用于水深不大（10-20m），当地材料价格便宜，地基较软的情况。（二）直立式：一般由墙身、上部结构和基础组成。临港和临海两侧均为直立墙，底部基础多采用抛石基床，水下墙身一般采用混凝土沉箱。（1）优点：a、与斜坡式相比，材料用量少；b、不需要经常维修；c、堤内侧可兼作码头，适用方便。（2）缺点：a、波浪反射大，消浪效果差，可能影响港内水域平静；b、堤