CN104484710A - 一种波浪作用导致的软质海崖崖面侵蚀量预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种波浪作用导致的软质海崖崖面侵蚀量预测方法,考虑了深水波浪衰减、水流流速、波浪压力和回流吸力等水动力条件,以及土体强度参数,基于极限平衡理论,建立了波浪导致崖面土体侵蚀量的预测公式,实现侵蚀量较为准确的预测;方便一般工程师掌握,具有可操作性强的特点;预测结果为认识陆地土体向海洋方向输运过程和海岸工程防护提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种波浪作用导致的软质海崖崖面侵蚀量预测方法。
背景技术
软质海崖侵蚀是一个全球性的问题,世界上许多地区,如英国东海岸、波罗的海周边、北海南部、北美大不列颠湖、美国科德角和加利福尼亚州西海岸等地区的海崖均遭受严重的侵蚀和后退,最大蚀退速率可达1-2m/a。明确海崖在未来若干年后所处的位置和侵蚀速率,即预测出海崖侵蚀量,对于海崖防护的实施和土地规划等具有重要意义。以往习惯用历史数据进行速率推测法进行侵蚀量预测,较少几个理论计算模型均难以反映出波浪导致崖面侵蚀的过程,也无法由波浪实际资料来预测侵蚀量大小。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷,提出一种波浪作用导致的软质海崖侵蚀量预测方法,实现对软质海崖未来后退的准确预测,为认识陆地土体向海洋方向输运过程和海岸工程防护提供依据,具有可操作性强,预测准确的优点。
本发明一种波浪作用导致的软质海崖崖面侵蚀量预测方法,包括如下步骤:
步骤1、根据海洋观测站获取台风期间的波浪资料,包括观测点的水深h0、波高H0、波长L0和波浪周期T0、崖面前的增水深度h,强波浪作用时间;
步骤2、统计波浪作用时间内,第i个波高序列范围内的波浪数,即波高频数Ni,即将波高离散为[0-1]m、[1-2]m、[2-3]m、…、[n-n+1]m序列,统计出各波高序列对应的波高频数Ni;
步骤3、测出海崖土体的强度参数,包括土体不排水抗剪强度τ和土体抗拉强度σt;
步骤4、确定海崖崖前的波高Hb,其计算公式为:
Hb=0.39g0.2(T0H0 2)0.4
式中,g为重力加速度,H0为台风期间观测点的波高,T0为观测点的波浪周期;
步骤5、确定崖前的水流流速u0,计算公式为:
式中,g为重力加速度,Hb为海崖崖前的波高,h为崖面前的增水深度;
步骤6、确定崖面受到的波浪压力p0,计算公式为:
p0=0.5ρwu0 2
式中,ρw为海水密度,取1025.22kg/m3,u0为崖前的水流流速;
步骤7、确定波浪造成的海崖崖面回流吸力p,即波浪对海崖的破坏力:
p=m0.5ρwu0 2
式中,m可取0.58~0.92,均值为0.75;
步骤8、确定强台风作用一段时间时,导致的海崖崖面土体侵蚀量D为:
式中,n是波高序列数目,Ni为第i个波浪序列的波高频数,p为波浪造成的海崖崖面回流吸力,τ为土体不排水抗剪强度,σt为土体抗拉强度,当p<σt时,D取零。
采用上述技术方案后,本发明具有如下有益效果:
本发明的预测模型综合反映了波浪条件、土体强度参数和波浪侵蚀过程,给出了波浪回流吸力导致的土体侵蚀量计算方法,能够根据波浪实测参数预测软质海崖的准确侵蚀量,且可操作性强;预测结果为认识陆地土体向海洋方向输运过程和海岸工程防护提供依据。
附图说明
图1为本发明采用的波高序列范围内波浪频数;
图2为本发明软质海崖侵蚀量预测结果。
以下结合具体实施例对本发明做进一步详述。
具体实施方式
本发明提出一种综合波浪条件和土质条件,且反映侵蚀过程的波浪作用导致的软质海崖崖面侵蚀量预测方法,包括如下步骤:
步骤1、根据海洋观测站获取台风期间的波浪资料,包括观测点的水深h0、波高H0、波长L0和波浪周期T0、崖面前的增水深度h,强波浪作用时间,该波浪资料是导致侵蚀量的外因;
步骤2、统计波浪作用时间内,波高序列范围内的波浪数,即波高频数,如第i个波浪序列的波高频数为Ni,即将波高离散为[0-1]m、[1-2]m、[2-3]m、…、[n-n+1]m序列,统计出各波高序列对应的波高频数Ni;
步骤3、测出海崖土体的强度参数,包括土体不排水抗剪强度τ和土体抗拉强度σt,作为土质条件的海崖土体的强度参数是抵抗侵蚀量的内因;
步骤4、确定海崖崖前的波高Hb,其计算公式为:
Hb=0.39g0.2(T0H0 2)0.4
式中,g为重力加速度,H0为台风期间观测点的波高,T0为观测点的波浪周期;
步骤5、确定崖前的水流流速u0,计算公式为:
式中,g为重力加速度,Hb为海崖崖前的波高,h为崖面前的增水深度;
步骤6、确定崖面受到的波浪压力p0,计算公式为:
p0=0.5ρwu0 2
式中,ρw为海水密度,取1025.22kg/m3,u0为崖前的水流流速;
步骤7、确定波浪造成的海崖崖面回流吸力p,即波浪对海崖的破坏力:
p=m0.5ρwu0 2
式中,m可取0.58~0.92,均值为0.75;
步骤8、确定强台风作用一段时间时,导致的海崖崖面土体侵蚀量D为:
式中,n是波高序列数目,如图1中的n为14,Ni为第i个波浪序列的波高频数,p为波浪造成的海崖崖面回流吸力,τ为土体不排水抗剪强度,σt为土体抗拉强度,当p<σt时,D取零。
实际应用中,先获取波浪资料,重点是波高频数,如图1所示为波浪连续作用10小时,周期为5.4S条件下,波高序列范围内的波高频数,然后按上述步骤依次确定,最后累积计算海崖崖面土体侵蚀量,某海崖的预测结果如图2所示,为在波浪不同作用时间时的海崖侵蚀量预测结果。
本发明的预测模型综合反映了波浪条件、土体强度参数和波浪侵蚀过程,给出了波浪回流吸力导致的土体侵蚀量计算方法;能够根据波浪实测参数预测软质海崖的准确侵蚀量,且可操作性强;预测结果为认识陆地土体向海洋方向输运过程和海岸工程防护提供依据。
Claims (1)
1.一种波浪作用导致的软质海崖崖面侵蚀量预测方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤1、根据海洋观测站获取台风期间的波浪资料,包括观测点的水深h0、波高H0、波长L0和波浪周期T0、崖面前的增水深度h,强波浪作用时间;
步骤2、统计波浪作用时间内,第i个波高序列范围内的波浪数,即波高频数Ni,即将波高离散为[0-1]m、[1-2]m、[2-3]m、…、[n-n+1]m序列,统计出各波高序列对应的波高频数Ni;
步骤3、测出海崖土体的强度参数,包括土体不排水抗剪强度τ和土体抗拉强度σt;
步骤4、确定海崖崖前的波高Hb,其计算公式为:
Hb=0.39g0.2(T0H0 2)0.4
式中,g为重力加速度,H0为台风期间观测点的波高,T0为观测点的波浪周期;
步骤5、确定崖前的水流流速u0,计算公式为:
式中,g为重力加速度,Hb为海崖崖前的波高,h为崖面前的增水深度;
步骤6、确定崖面受到的波浪压力p0,计算公式为:
p0=0.5ρwu0 2
式中,ρw为海水密度,取1025.22kg/m3,u0为崖前的水流流速;
步骤7、确定波浪造成的海崖崖面回流吸力p,即波浪对海崖的破坏力:
p=m0.5ρwu0 2
式中,m可取0.58~0.92,均值为0.75;
步骤8、确定强台风作用一段时间时,导致的海崖崖面土体侵蚀量D为:
式中,n是波高序列数目,Ni为第i个波浪序列的波高频数,p为波浪造成的海崖崖面回流吸力,τ为土体不排水抗剪强度,σt为土体抗拉强度,当p<σt时,D取零。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106500960A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-03-15 | 华侨大学 | 一种海崖侵蚀数据实时测量装置和方法 |
CN106759062A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-31 | 华侨大学 | 一种沙滩侵蚀量预测方法 |
CN107860372A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-03-30 | 中国船舶科学研究中心(中国船舶重工集团公司第七0二研究所) | 海底摩擦导致波浪衰减的实地测量方法 |
CN109583639A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-05 | 华侨大学 | 一种波浪携带漂浮物对海蚀洞磨蚀量的预测方法 |
CN112380984A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-19 | 华东师范大学 | 一种基于遥感的盐沼植被缓流能力空间评价方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103697858A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-04-02 | 华侨大学 | 一种海崖蚀退尺度测量装置及其测量方法 |
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Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
刘建辉 等: "福建软质海崖蚀退机理及过程分析-以平潭岛东北海岸为例", 《海洋环境科学》 * |
刘建辉: "福建砂质海岸侵蚀机制及影响因素分析", 《中国博士学位论文全文数据库基础科学辑》 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106500960A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-03-15 | 华侨大学 | 一种海崖侵蚀数据实时测量装置和方法 |
CN106759062A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-31 | 华侨大学 | 一种沙滩侵蚀量预测方法 |
CN107860372A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-03-30 | 中国船舶科学研究中心(中国船舶重工集团公司第七0二研究所) | 海底摩擦导致波浪衰减的实地测量方法 |
CN109583639A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-05 | 华侨大学 | 一种波浪携带漂浮物对海蚀洞磨蚀量的预测方法 |
CN109583639B (zh) * | 2018-11-22 | 2021-04-30 | 华侨大学 | 一种波浪携带漂浮物对海蚀洞磨蚀量的预测方法 |
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