海滩养护剖面设计方法研究

摘要

海岸线资源是宝贵的自然资源，丰富的物产资源、秀丽的风景及人文景观吸引大批观光游客，海岸成为滨海城市发展中极为重要的一部分。然而，近些年来，由于人类对海岸的不合理开发利用及全球气候变化加剧等原因，海岸侵蚀已经成为各国普遍存在的问题。海岸侵蚀有程度加剧的趋势[1]。
　　人类应对海岸线不断侵蚀，经历了从最初的逆来顺受，导致岸线不断后退，财产不断被吞噬;到后来建设硬性防护措施，改变自然景观，对周围生态环境影响较大;再到现在采用海滩养护策略，人工补沙与防护措施相结合的办法，有效减缓海滩的侵蚀，又能够对周围生态环境影响达到最小，同时兼顾城市海滨旅游的发展，备受各国青睐。
　　本文回顾了海滩平衡剖面理论的研究，总结各国海滩养护工程的开展情况，展开海滩养护设计的探讨。从最初的超沙设计法到现在的形态设计，采用代尔福特大学开发的Xbeach数值模型，对海滩养护剖面设计中关键参数进行优化设计。解决在工程应用中关心的剖面设计、在模拟海滩剖面变化中动力条件的选择及填沙量“半衰期”的问题。为海滩养护进一步应用与发展进行探讨和研究做好准备。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 海滩养护剖面设计的工程背景和研究意义

1．2 剖面设计研究进展的关键问题及研究方法概述

1．2．1 国内外海滩养护工程进展

1．2．2 海滩平衡剖面理论研究进展

1．2．3 海滩剖面补沙方式

1．2．4 海滩剖面设计方法

1．3 本文主要工作

2 Xbeach模型的理论及数值实现

2．1 Xbeach水动力数学模型

2．2 泥沙输运模型

2．3 方程的数值解法

2．3．1 坐标系统与网格生成

2．3．2 控制方程离散格式

2．3．3 对流扩散方程离散格式

3 Xbeach数值模型验证

3．1 二维海滩变形物理模型试验介绍

3．2 二维海滩变形的数值验证及分析

3．3 小结

4 海滩剖面设计关键参数确定

4．1 合理滩肩高度的确定

4．1．1 波浪爬高

4．1．2 滩肩高度的确定

4．2 海滩剖面数值模型动力条件的选择问题探讨

4．2．1 波浪条件选取

4．2．2 实证模拟技术

4．2．3 剖面响应分析

4．3 小结

5 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢