海结原理(7)-海洋环境

海洋环境概述船舶工程学院－－陈明海洋结构物设计原理讲义（7）1海洋环境概况地球上海洋71％，陆地29%。海洋平均深3800m,最深处11524m；陆地平均海拔840m，最高处8840m。大西洋23%印度洋20%其它11%太平洋46%太平洋大西洋印度洋其它1000米8%2000~6000米53%其它34%200米5%200米1000米2000~6000米其它2海底海平面海洋海山海沟中央海脊粘土、海泥海山隆坡（1:20)泥土陆架（1:20)沙、砂砾最高潮位最低潮位海滨（岸）3海水物理特征氯54%硫酸盐8%其它2%钠31%钾1%镁4%氯硫酸盐其它钠钾镁海水中可溶物的总量称为盐度，盐度用每千克海水所含全部固体的可数定义，海水平均盐度为35，一般表示为350/00。密度＝f(盐度，温度，压力或深度)表示海水密度一般用：海洋探测要绘制：等温线、等盐度线、等密度线、等深度线等。声速＝f(盐度，温度，深度)电磁波被海水吸收很快，包括可见光。pts,,4海流maFtVmFmFmFmFmFcfgcfpgddtwwtwvtwutwtwztvwtvvtvutvtvytuwtuvtuututuxdddddd分量：分量：分量：amF东x北y下zxpmFxpg1tVmFmFmFmFmFcfgcfpgddypmFypg1xpmFxpg1fvmFxcffumFycf2/81.9smgmFzg纬度地转角速度，其中，sin2f0zcfmF压力梯度科氏力引力离心力222222222222222222111zwKywKxwKmFzvKyvKxvKmFzuKyuKxuKmFzyxzfzyxyfzyxxf垂直分力并入引力z方向上，水平分力忽略。动力学方程动力方程分量表达式222222222222222222111zwKywKxwKgzptwwtwvtwutwzvKyvKxvKfuyptvwtvvtvutvzuKyuKxuKfvxptuwtuvtuutuzyxzyxzyx连续方程：zwyvxutpdd1不可压缩流体的连续方程：0zwyvxu5潮汐由月亮、太阳和其他天体作用于地球的引力引起的周期性的水体涨落称为潮汐。大多数海图标识的深度是平均低潮时候的值。潮差，潮汐周期影响潮汐的因素：地球不是规则球体、月球椭圆轨道有近地点和原地点、月球轨道面与地球轨道面相倾斜、地球自转轴与其轨道面相倾斜等150个因素。半日潮全日潮混合潮潮汐日24.84小时，也叫太阴日6海洋测量用一套独特的仪器测量海洋特性，这些特性对海洋系统的设计至关重要。物理特性为系统建立分析模型；环境监测以保护环境。测量仪器：流速计、风速计、潮波压力计、多参数探测仪、应变计、测力计、加速计、激光系统、海水取样器、电热调节器、声学系统。7海洋测量的仪器特征通常包括：换能器(传感器)、信号调节装置、读出器(显示设备)。仪器特征：精确、灵敏、坚固、耐用、方便、简单、省钱、易掌握。精确性：误差、敏感、可重复。8海洋温度测量温度测量是探测海洋的热状态。最有影响的温度范围：－2度～40度。深海测量：河口海岸：气象测量：液体温度计－－液体热胀冷缩－指针移动。C02.0oC2.0oC5.0o海水深度温度自动记录仪：液体温度计＋压力感应测深计电阻式温度计热敏电阻：铂、铜、镍、半导体。电阻随温度变化。热敏电阻温度计＋速度时间深度计频率温度计：石英晶体的共振频率随温度变换。稳定精确、容易输入计算机。红外线温度计：用于飞机、卫星，精度略低、但能在短时间内覆盖大范围面积。9深度测量声学测量：声速、用时算出深度。声速＝f(盐度，温度)缆绳测量法：缆绳长度＋角度压力测深原理：hghP压力－(应变计、线性压差变压器、可变频振荡器、电位器光电管)－电信号压力－半导体材料－电信号无液气压计(压力)－线性压差变压器(电信号)矛盾：测量精度－－测量范围10盐度测量盐度：深海测量精度要求：海岸测量精度要求：盐度和含氯量关系：00000037~3300002.0000000Cl80665.1S0001.0盐度和电导率的关系：度标压氯化钾液电导率度标压海水电导率盐度标号151515K电导率标识海水的盐度。测量电导率－得到海水盐度电导率测量仪：电极电解槽电极：简单容易腐蚀电解槽：精度好，无腐蚀，复杂、昂贵11多参数测量仪电导率(盐度)、温度、深度。其它如：含氧量、pH值、混浊度、氧化还原电动势、流速、声速。12水流流速计间接测量：测量地球磁场内运动的导体的电位差----磁流计。直接测量：拉格朗日法—测量漂流物。欧拉法—仪器固定，测量流过仪器水流。敞水螺旋桨、测流磁性传感转子、导管螺旋桨，声波多普勒流速计13海水采样器沉积物取样器14海浪对海岸演变的影响海浪冲刷及水深改变对海岸的影响：使海岸变浅、变曲折。海岸线发生的泥沙输移会影响海滩的侵蚀和淤积。15典型的海滩和海岸海滩可以吸收波浪能量，保护海岸。15风暴潮流对海滩和沙丘的影响17海滩侵蚀的自然原因和人为原因沿岸漂沙：沿岸、离向岸两个方向。18用于保护海岸的海岸结构物19.1防波堤可以与海岸相连，也可以离岸在海中。能够保护海滨、港口、泊地、或港池免遭海浪冲击。类型：抛石防波堤、网格式钢板桩防波堤、板桩防波堤、沥青灌浆石块防波堤、混凝土沉箱防波堤。防波堤19.2突堤建于河口或海潮入口处，稳定进港航道及防止沿岸物质回淤。抛石由大小不同的石块建成，堤面覆盖大块粗石或人工护面块体。板桩突堤由木料、钢材或混凝土板桩构成围墙体，其中用石块或泥沙填充。突堤19.3丁坝丁坝通常建于海滩上并与海滩垂直。建丁坝的目的是保护海滩上的沉积物并减缓侵蚀。丁坝的类型有木结构、钢结构、混凝土结构、抛石及沥青丁坝。丁坝19.4海堤、护岸及岸壁这些结构物用来分隔陆地与水域，以避免侵蚀和主要由海浪作用引起的其它破坏。海堤：一种承受风暴引起的全部作用力的大型结构物。护岸：尺寸要小得多，其作用是在不太恶劣的海浪条件下保护岸边物质。岸壁：保护海岸线和航道免受海流和较小波浪的侵蚀。海堤板桩护岸块体岸壁19.5填沙护滩和海滩修复海滩的保护和修复通常通过陆地输送物质或通过直接使用挖泥船泵出挖掘的沉积物来实现。