CN107330196A - 一种预测砂质湖岸小尺度岸线形态演变的方法 - Google Patents

Abstract

一种预测砂质湖岸小尺度岸线形态演变的方法，包括以下步骤：确定原岸线类型，包括直线型、正尖滩角型、斜向短滩角型、斜向长滩角型、内韵律沙坝型、新月形沙坝型；获取风浪和湖平面变化趋势：根据周期与风速大小、风区长度之间关系计算风浪波高；将波高介于0.2m/s到0.3m/s的为大波浪；大于0.3m/s的为超大波浪；通过风向与大尺度岸线的夹角确定波浪方向的类型，风的传播方向与大尺度岸线垂直为正向波浪；风的传播防线与大尺度岸线不垂直为斜向波；根据波高和风向将波浪分为正向小波浪；正向大波浪；正向超大波浪；斜向小波浪和斜向大波浪。步骤三：预测岸线演变结果：将确定的原岸线类型、波浪变化类型、湖平面变化类型确定岸线在波浪和湖平面变化下的演变。

Description

一种预测砂质湖岸小尺度岸线形态演变的方法

技术领域

本发明属于砂质湖岸地形演示技术领域，尤其与一种预测砂质湖岸小尺度岸线形态演变的方法。

背景技术

砂质海岸(湖岸)中的大尺度岸线指的是海岸带或者湖岸带水陆相接的地方，不包括沿岸区域局部的韵律地形(出露沙体)，其精度为数公里级别。砂质海岸(湖岸)中的小尺度岸线指的是海岸带或者湖岸带水陆相接的地方，包括沿岸区域局部的韵律地形(出露沙体)，其精度为数米级别。砂质海岸(湖岸)中的滩坝指的是滨浅湖地带常见的砂体类型，是滩砂和坝砂的总称，其形成主要受波浪的控制。其中，出露水面的沙体可决定局部的岸线形态(姜在兴等，2015)。砂质海岸(湖岸)中的滩角指的是滩面上由波浪作用形成的尖角状海滩泥沙堆积体，是海滩韵律地形之一(Komar，1976)。砂质海岸(湖岸)中的内韵律沙坝指的是离岸线较近的韵律地形，主要是指一系列被裂流分开的、型式规则的沿岸沙坝(即内韵律沙坝或内沙坝韵律地形)，一般称为内韵律地形(Komar，1976)。砂质海岸(湖岸)中的新月形沙坝指的是沙体形态呈新月状连续排列在岸线附近的韵律地形(Komar，1976)。我国砂质海岸(湖岸)分布范围较广，沿海各省市均有砂质海岸(湖岸)分布，但随着全球海平面的上升以及人类对海岸(湖岸)带的无序开发，原本脆弱不堪的砂质海岸(湖岸)正在遭受缓慢持续的破坏，我国70﹪左右的砂质海岸(湖岸)遭受侵蚀，已成为砂质海岸(湖)面临的一个普遍问题。海岸侵蚀已引起全球高度重视，海岸侵蚀机制与岸滩防护成为当前地球科学研究的重点与前沿，砂质海岸侵蚀及其机制也已成为海岸带陆海相互作用研究的重要内容并且研究程度较高。但是，湖泊和海洋在规模和控制因素方面存在较大的差异，海岸侵蚀相关的成熟研究成果不能直接应用于湖岸当中。具体来讲，湖泊不存在潮汐作用并且湖平面相对于海平面变化较频繁。

专利公开号为CN101702169B公开了一种用于数字岸线演变分析的正交断面生成方法，该方法包括以下步骤：(1)、生成虚拟岸线将基线包括在岸线当中，设有n条岸线可以利用，实现步骤如下：a)如果岸线之间有交点，以交点为界将对应岸线打断为多个岸线段；岸线之间无交点，则只有从起点到终点一个岸线段；b)从向岸或向海一侧出发，将最靠近向岸或向海一侧的岸线段重新连接为一条新“岸线”，依此类推，直到距离向岸或向海一侧最远的岸线段被重新连接；这样将原有岸线重新组合为n条彼此不相交但存在公共点的新“岸线”；c)从空间上相邻的每两条新“岸线”的起点出发，以公共点为界，从起点到第一个公共点为第一段、从第一个公共点到第二个公共点为第二段、……、从最后一个公共点到终点为最后一段；若无公共点，则只有从起点到终点一段；把每一段对应的两条线段都等分为数个小段，依次对应，将等分后对应小段的端点分别相连构成直线段；再将构成的所有直线段等分，得到多个中间点，将相应的中间点相连即得到对应的中间“岸线”；d)所有新“岸线”与中间“岸线”共同构成虚拟岸线；(2)、构造正交断面a)从第一条虚拟岸线即基线出发，按距离基线由近及远的顺序依次为第二条虚拟岸线、第三条虚拟岸线、……，直到最后一条虚拟岸线；b)首先，在第一条虚拟岸线上选择一个点，为第一点，该点所在的直线段为第一直线段，在第二条虚拟岸线上与第一直线段相邻的直线段为第二直线段，第一直线段与第二直线段的交点或者延长线的交点，为第一交点，以该交点为圆心，该交点到第一点的线段为半径构造一个圆，圆与第二直线段的交点为第二点，第一直线段与第二直线段之间所夹的圆弧为第一圆弧；c)然后，从第二点出发，在第二条和第三条虚拟岸线之间按照步骤b同样的方法构造第二圆弧，依此类推，直到最后一条虚拟岸线，分别构造第三圆弧、第四圆弧……；d)依次连接所构造的全部圆弧即构成一条正交断面；(3)、从基线起点开始，沿基线等间距地重复步骤(2)构造每一条正交断面，直到基线的终点，完成所有正交断面的构造。然而该技术方案不适合小尺度的岸线演变预测；该技术方案没有考虑水平面(湖平面)变化对岸线的影响。另外也有通过物理模型演示，是将原型按一定比例缩小，在实验室波槽或波池来演示岸线的变化趋势，但是对长期的岸线变化往往难以奏效。也有通过利用“计算机数值模拟”，概念模型通过理论分析，建立岸线变化与其影响因素的相互关系，能定性地反映岸线的变化趋势，但是模型缺乏准确性。上述三种方法均不适用于作为砂质湖岸小尺度岸线形态演变的方法，针对该该问题，本专利申请人提供了一种预测砂质湖岸小尺度岸线形态演变的方法。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种演化预测精确的预测砂质湖岸小尺度岸线形态演变的方法。

为此，本发明采用以下技术方案：一种预测砂质湖岸小尺度岸线形态演变的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：确定原岸线类型，岸线类型包括直线型、正尖滩角型、斜向短滩角型、斜向长滩角型、内韵律沙坝型、新月形沙坝型；

步骤二：获取风浪和湖平面变化趋势：

根据周期与风速大小、风区长度(湖泊的长度或宽度)之间关系计算风浪波高：

H＝5.5×10^-3(gF/V²)^0.35th[30(gd/V²)^0.8/(gF/V²)^0.35]·V²/g

其中H为波高、F为风区长度、V为风速和d为水深；计算所得的波高小于0.2m/s的认为是小波浪；将波高介于0.2m/s到0.3m/s的认为是大波浪；将波高大于0.3m/s的认为是超大波浪；

通过风向与大尺度岸线的夹角可确定波浪方向的类型，风的传播方向与大尺度岸线垂直，则波浪为正向波浪；风的传播防线与大尺度岸线不垂直，则波浪的方向为斜向波；

根据波高和风向将波浪分为正向小波浪；正向大波浪；正向超大波浪；斜向小波浪和斜向大波浪。

步骤三：预测岸线演变结果：将确定的原岸线类型、波浪变化类型、湖平面变化类型确定岸线在波浪和湖平面变化下的演变。

使用本发明可以达到以下有益效果：本发明针对湖泊规模相对较小、湖平面变化频繁的特点，本提案在海岸大尺度岸线演化的基础上进一步精细化，将湖平面变化因素考虑进去。为了对小尺度岸线的演化预测更为精确，本提案将以沿岸沙坝出露水面的形态为研究对象。岸线附近出露水面的沙体可决定局部的岸线形态。通过该方法，可以在小尺度上更为精确地长期预测砂质湖岸岸线的演化。

附图说明

图1为沿岸环流系统示意图。

图2为正向波和斜向波的示意图。

图3为波浪分类区别示意图。

图4为4种波浪模型分别对5种形态沙体的作用方式区别示意图。

图5为4种波浪模型分别对5种形态沙体的作用方式转化示意图。

图6为本发明的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以我国鄱阳湖为例，分别从步骤和原理两个方面说明。

实施步骤：步骤一：确定原岸线类型，岸线类型包括直线型、正尖滩角型、斜向短滩角型、斜向长滩角型、内韵律沙坝型、新月形沙坝型；

步骤二：获取风浪和湖平面变化趋势：

根据周期与风速大小、风区长度(湖泊的长度或宽度)之间关系计算波高：

H＝5.5×10^-3(gF/V²)^0.35th[30(gd/V²)^0.8/(gF/V²)^0.35]·V²/g

其中H为波高、F为风区长度、V为风速和d为水深；

计算所得的波高小于0.2m/s的认为是小波浪；将波高介于0.2m/s到0.3m/s的认为是大波浪；将波高大于0.3m/s的认为是超大波浪；

通过风向与大尺度岸线的夹角可确定波浪方向的类型，风的传播方向与大尺度岸线垂直，则波浪为正向波浪；风的传播防线与大尺度岸线不垂直，则波浪的方向为斜向波；

根据波高和风向将波浪分为正向小波浪；正向大波浪；正向超大波浪；斜向小波浪和斜向大波浪。

以鄱阳湖为例，通过附近永修县气象局对湖泊风方面资料的捕获可确定出波浪在近一年当中的变化情况。通过风向(风传播的方向)与大尺度岸线的夹角可确定波浪方向的类型。如果风的传播方向与大尺度岸线垂直，则波浪为正向波浪；如果风的传播防线与大尺度岸线不垂直，则波浪的方向为斜向波。通过风浪关系式计算而来波高，将波高小于0.2m/s的认为是小波浪；将波高介于0.2m/s到0.3m/s的认为是大波浪；将波高大于0.3m/s的认为是超大波浪。最终，可将波浪归为某种类型(正向小波浪；正向大波浪；正向超大波浪；斜向小波浪；斜向大波浪)。

步骤三：预测岸线演变结果：将确定的原岸线类型、波浪变化类型、湖平面变化类型带入图6中从而确定岸线在波浪和湖平面变化下是如何演化的。

实施原理:1、滩坝平面形态分类

鄱阳湖在一年内的水位波动较大(水位差可达8m)，当水位下降到最低时，大面积的沙体(湖中心松门山岛北坡以细砂为主)出露，较高水位形成的沉积现象也全部显现了出来。对这种在水成环境中形成的滩坝首先从形状各样的平面形态来研究。

通过对不同的湖岸实地考察，在总结前人成果的基础上发现了滩角、内韵律沙坝、新月形沙坝等几种常见的韵律地形。本次研究参考这些韵律地形，根据鄱阳湖松门山岛北坡这些沙体的平面形态，将具有韵律特征的沙体分为滩角、内韵律沙坝、新月形沙坝3种。每种韵律地形又根据其细微差别再进行细分滩角是滩面上由波浪作用形成的尖角状海滩泥沙堆积体，是海滩上所观测到的最使人迷惑不解的韵律地形之一。本次在鄱阳湖松门山岛北坡观察到的滩角，根据其前端是否圆滑和指向是否与岸线垂直分为正向凸滩角、正向尖滩角、斜向短滩角、斜向长滩角4个亚种。其中正向凸滩角是一个过渡形态，即是正向尖滩角的雏形。对于内韵律沙坝和新月形沙坝的观察也同样发现了其不是很规则的雏形。

对于较规则的韵律地形，将正向尖滩角、斜向短滩角、斜向长滩角、内韵律沙坝、新月形沙坝分别认为是该区沿岸滩坝的5个常见类型，其定量参数见表1。

(1)正向尖滩角型滩坝(类型I)

这类滩角是最普遍存在也是在研究区看到最多的滩角，前端指向与大尺度岸线近于垂直，前端较尖。它与正向凸滩角的区别是滩角前段是否圆滑。

(2)斜向短滩角型滩坝(类型II)

这类滩角指向与岸线不垂直，有一定的夹角，前段较尖，延伸较短，没有超过凹部的中垂线。它与正向尖滩角型滩坝的区别是滩角的指向与大尺度岸线是否垂直。

(3)斜向长滩角型滩坝(类型III)

这类滩角指向与岸线不垂直，有一定的夹角，前段较尖，延伸较长，超过了凹部的中垂线。它与正向尖滩角型滩坝的区别是滩角的指向与大尺度岸线是否垂直，与斜向短滩角型滩坝的区别是滩角的延伸长度是否超过了相邻凹部的中垂线。

(4)内韵律型滩坝(类型IV)

滨岸带的韵律地形有的在岸线附近，有的离岸线较远。离岸线较远的韵律地形一般称为外韵律地形，主要以连续的新月状为主。而离岸线较近的韵律地形一般称为内韵律地形，主要是指一系列被裂流分开的、形态规则的沿岸沙坝。

(5)新月形型滩坝(类型V)

新月形沙坝也是滨岸带常见的韵律地形，其沙体形态呈新月状连续排列。本次在鄱阳湖松门山岛北坡所观察到的新月形沙坝主要有两种类型：第一类的沙体形态沙坝顶部(也就是外侧)较薄，还并不是很规则的新月形状，而是箱状，属新月形沙坝的雏形阶段。第二种类型新月形沙坝的沙坝顶(也就是外侧)的沙体较宽，并带有一定的弧度，具典型的新月形状。外侧沙坝将湖水完全隔绝开，外侧沙坝后的水域形成封闭泻湖。

表1 5种类型滩坝的定量参数

2、剖面的层理特征

对这种以细砂为主要成分的砂质滩坝形态，通过挖探槽的方法可观察到滨岸带沙体的剖面特征，主要是观察沙体迁移留下来的层理。对上述不同平面形态的滩坝，分别在关键的部位挖探槽。每个探槽有多种层理可见，并且组合在一起。

3、不同形态滩坝的转化关系

结合湖泊的气候资料对湖区环境分析，认为赣江和修水两条河为沙岛的形成提供了充足的物源，本次研究的滩坝是波浪对松门山北坡砂质沉积物的再次改造。因风而起的浪是该区现代滨岸滩坝的主要控制因素，风浪实测数据见表2。滩坝除了受到波浪的控制外，还会受到湖平面的影响，湖平面的变化会改变沿岸环流系统在沿岸带地形上的作用区域，使这种滩坝的微观形态在区域上出现了分化。所以，滩坝除了主要的控制因素是波浪外，还有直接的控制因素是湖平面与滨岸带地形的耦合。

对于这种受到多个因素影响的滩坝沙体研究，本文主要分析短时间内在沉积物粒度、地形坡度背景不变的情况下，受波浪和湖平面影响下的滩坝形态变化规律。首先假定湖平面不变，将这种沿岸带的波浪根据大小和传播方向分为4类，分析滩坝沙体在4种波浪这一单因素作用下的变化规律；再假定波浪情况不变，将湖平面的变化分成小幅度的上升和下降2种，分析湖平面变化这一单因素对沙体形态的影响。最后得出了滨岸滩坝的5种类型在这4种波浪和湖平面小幅度升降作用下的变化以及之间的转化关系。

(1)沿岸环流系统

在湖平面不变的情况下，北坡滨岸带湖水在风的作用下产生了波浪，滩坝沙体的分布和形态与波浪的作用方式密切相关。本次观察到的5种不同形态的滩坝都是分布在松门山岛北坡的沿岸带，对应于波浪的冲浪回流带。相对于远岸区域，这一地带的地形和波浪更为复杂。

在沿岸带，除了直接由波浪产生的往复运动外，还有两种控制水体运动的浪生流系统。它们是裂流与其伴生的沿岸流。缓慢的质量输送(上冲流)，起补偿作用的沿岸流与裂流三者共同构成了沿岸带的环流系统，如图1所示。

(2)波浪分类

相对于岸线，波浪的传播方向分为正向波和斜向波两种。正向波的传播方向与岸线垂直(图2-a)；斜向波的传播方向与岸线有一定夹角(不是90°)，当斜向波传播到海滩时，沙坝就力图调整到与入射波峰平行排列的方向上，就像图2-b表示的那样。

然而，冲浪回流带的波浪对沿岸带沙体的改造并不只是与波浪的传播方向有关，还与波浪的大小有关。波浪根据传播方向和大小分为4种类型，并指出了每种波浪在沿岸带的作用方式，如图3所示：

(a)正向小波浪(forwardsmallwave＝FSW)：其表现方式是上冲流和回流直上直下，轨迹与岸线垂直，无沿岸流，也没有裂流产生；

(b)正向大波浪(forwardlargewave＝FLW)：其表现方式是上冲流直铺滩面，沿岸流轨迹呈弧形，汇聚在一起，以裂流的形式垂直于岸线流向海；

(c)斜向小波浪(obliquesmallwave＝OSW)：其表现方式是上冲流不与岸线垂直，而是呈一定角度，沿岸流平行于岸线，回流以裂流的形式垂直于岸线流向海；

(d)斜向大波浪(obliquelargewave＝OLW)：其表现方式是上冲流和回流(裂流)都不与岸线垂直，沿岸流作为上冲流和回流的过渡，表现出弧形轨迹，往往裂流(回流)与岸线的夹角和上冲流与岸线的夹角相等。

(3)转化关系

4种波浪模型分别对该区滨岸带的5种形态沙体的作用方式进行分析，分析结果见图4和图5。

正向尖滩角(类型I)：(a)当正向小波浪作用于这类沙体时，直上直下的上冲流和回流分别会作用于滩角的各个部位，滩角表现出一种被剥蚀的状态，岸线力图调整到直线型(非凹凸型)，所以滩角被侵蚀变小；(b)当正向大波浪作用于这类沙体时，滩角凹部在裂流作用下表现出被剥蚀的状态，同时裂流将剥蚀掉的沙带向湖，而上冲流又将裂流带走的沙带回来，弧形的沿岸流使得沙体形态也具有一定的弧形，当达到平衡状态时，沙体形态保持不变；(c)当斜向小波浪作用于这类沙体时，沙坝会力图调整到与波浪平行的形态，所以滩角也会变成斜向的，并且向着波浪方向沿岸向前推进。由于斜向小波浪的裂流是垂直于岸线的，沙坝的长度一旦超过了凹部的中垂线，裂流就会将其冲走(剥蚀掉)，所以沙坝不会延伸的很长；(d)当斜向大波浪作用于这类沙体时，滩角也会变成斜向的，并且向着波浪方向沿岸向前推进。由于斜向大波浪的裂流是不垂直于岸线的，而是与改造后的沙坝基本平行，裂流基本不会对沙体产生破坏作用，所以沙坝会延伸的较长。

斜向短滩角(类型II)：(a)当正向小波浪作用于这类沙体时，滩角尖端力图调整到与岸线垂直的方向上，但是没有沿岸流的作用，滩角的凹凸性变得不明显，最后消失，岸线表现出直线型(非凹凸型)；(b)当正向大波浪作用于这类沙体时，滩角尖端力图调整到与岸线垂直的方向上，弧形的沿岸流使得岸线更加具有凹凸性；(c)当斜向小波浪作用于这类沙体时，其沙坝会向前推进，由于裂流是垂直于岸线的，所以沙坝不会延伸的太长；(d)当斜向大波浪作用于这类沙体时，其沙坝会向前推进，由于裂流与沙坝基本是平行的，不会对沙坝产生破坏作用，所以沙坝就会延伸的比较长。

斜向长滩角(类型III)：在这4种波浪模型的作用下，其与斜向短滩角(类型II)的转化结果类似。不同的是斜向长滩角在斜向小波浪的作用下会变成斜向短滩角，斜向大波浪是维持这种斜向长滩角的波浪类型。

内韵律沙坝(类型IV)：(a)当正向小波浪作用于这类沙体时，由于没有裂流的产生，两相邻沙坝顶在波浪作用下不断向两侧伸长，直到连接在一起，变成新月形沙坝，一旦这种地形形成，就会对沿岸的环流系统有一定的影响，正向小波浪原本是直上直下的上冲流和回流，会在岸线的凹部汇聚，并流向湖，这种小规模的汇聚虽不能达到裂流的规模，但是对外侧沙坝也有一定的冲击作用，也正是这个原因使得外侧沙坝呈现出新月形；(b)当正向大波浪作用于这类沙体时，弧形的沿岸流将沙坝的顶部改造成尖角状，改变成正向尖滩角的样子；(c)当斜向小波浪作用于这类沙体时，在斜向上冲流的作用下，沙体力图调整到与波浪平行的方向上，并且向前推进，由于裂流是垂直于岸线的，所以沙坝不会延伸的太长；(d)当斜向大波浪作用于这类沙体时，在斜向上冲流的作用下，沙体力图调整到与波浪平行的方向上，并且向前推进，由于裂流是与沙坝基本平行的，沙坝延伸较长时也不会被破坏。

新月形沙坝(类型V)：(a)当正向小波浪作用于这类稳定的沙体时，直上直下的上冲流和回流不会对沙体形态进行大的改造，其形态保持不变；(b)当正向大波浪作用于这类沙体时，其产生的裂流会将外侧沙坝冲开，正向的上冲流使得沙坝顶变得更加平行，变成内韵律沙坝的样子，而内韵律沙坝在正向大波浪的作用下会变成正向尖滩角；(c)当斜向小波浪作用于这类沙体时，斜向的上冲流使得沙体重新分布，力图调整到与波浪平行的方向上，但是由于波浪较小，可能需要很长的时间。调整好以后，沙坝会在波浪作用下向前推进。由于裂流是垂直于岸线的，所以沙坝不会延伸的太长；(d)当斜向大波浪作用于这类沙体时，斜向的上冲流使得沙体重新分布，力图调整到与波浪平行的方向上，调整好以后，沙坝会在波浪作用下向前推进。由于裂流是与沙坝基本平行的，沙坝延伸较长时也不会被破坏。

本发明在4种波浪模型的基础上又增加一种正向超大波浪(forward largerwave＝FLRW)，在沿岸带与正向大波浪表现出一样的作用方式，上冲流直铺滩面，沿岸流轨迹呈弧形，汇聚在一起，以裂流的形式垂直于岸线流向湖。区别是这种正向超大波浪的上冲流对沙坝的调整作用较强。具体表现是会将正向尖滩角的尖端改造成与波浪平行的沙体形态，转化成内韵律沙坝。

在波浪不变的情况下，湖平面的变化也会引起沿岸带沙体形态的变化。由于持续大规模波动的湖平面控制下的沙体形态变化以及之间的转化需结合岸线的迁移来讨论，具有一定的复杂性，这里不做详细论述，这里只讨论小幅度的湖平面升降对沙体形态的影响。对于任何一种形态的沙体而言，除了湖平面上升(waterrise＝WR)都表现出形态变小和湖平面下降(waterdecline＝WD)都表现出形态变大的规律外，在内韵律沙坝与新月形沙坝之间还会相互转化，这是由于这两种形态沙体的两相邻沙坝顶端是否相连是相对的，在湖平面较高时，连接的部位没有出露水面，表现出内韵律沙坝的样子，而在湖平面较低时，连接的部位出露水面，表现出新月形沙坝的样子。所以，内韵律沙坝在湖平面下降时会转化成新月形沙坝，新月形沙坝在湖平面升高时会转化成内韵律沙坝。

表2鄱阳湖5种波浪模型在20分钟内的风浪参数统计

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种预测砂质湖岸小尺度岸线形态演变的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：确定原岸线类型，岸线类型包括直线型、正尖滩角型、斜向短滩角型、斜向长滩角型、内韵律沙坝型、新月形沙坝型；

步骤二：获取风浪和湖平面变化趋势：

根据周期与风速大小、风区长度(湖泊的长度或宽度)之间关系计算风浪波高：

H＝5.5×10^-3(gF/V²)^0.35th[30(gd/V²)^0.8/(gF/V²)^0.35]·V²/g

其中H为波高、F为风区长度、V为风速和d为水深；计算所得的波高小于0.2m/s的认为是小波浪；将波高介于0.2m/s到0.3m/s的为大波浪；将波高大于0.3m/s的为超大波浪；

通过风向与大尺度岸线的夹角可确定波浪方向的类型，风的传播方向与大尺度岸线垂直，则波浪为正向波浪；风的传播防线与大尺度岸线不垂直，则波浪的方向为斜向波；

根据波高和风向将波浪分为正向小波浪；正向大波浪；正向超大波浪；斜向小波浪和斜向大波浪；

步骤三：预测岸线演变结果：将确定的原岸线类型、波浪变化类型、湖平面变化类型确定岸线在波浪和湖平面变化下的演变。