上海海事大學(xué)港航海岸工程學(xué).doc

1、上海海事大學(xué)200710613004第一章：海岸防護(hù)概論1.海岸帶： 海岸線（海洋與陸地的交界線稱為海岸線）兩側(cè)具有一定寬度的條形地帶稱為海岸帶。海岸帶包括潮上帶、潮間帶和潮下帶。位于高潮位之上的區(qū)域?yàn)槌鄙蠋В挥诟叱蔽缓偷统蔽恢g的區(qū)域稱為潮間帶，位于低潮位以下的區(qū)域?yàn)槌毕聨?。海岸帶的組成： 后濱或后灘、前濱或?yàn)┟婧屯鉃I或?yàn)I面2. 海岸類型：根據(jù)海岸的形態(tài)、成因、物質(zhì)組成和發(fā)展階段等特征，分為基巖海岸、砂礫質(zhì)海岸、淤泥質(zhì)海岸、紅樹林海岸和珊瑚礁海岸。a) 基巖海岸：一般是陸地山脈或丘陵延伸與海面相交，經(jīng)過(guò)波浪作用形成的海岸。浙江、福建所占基巖海岸最長(zhǎng)。 （岸線曲折、灣岬相間；岸灘陡峭、灘沙狹

2、窄；波浪作用為主，潮汐和風(fēng)暴潮作用比較顯著； 基巖海岸具有水深較大、 掩護(hù)良好、基巖牢固的特點(diǎn)。 適合建港）b) 砂礫質(zhì)海岸： 又稱堆積海岸， 主要是平原的堆積物被搬運(yùn)到海岸邊， 再經(jīng)波浪或風(fēng)的改造堆積形成。遼寧所占砂礫質(zhì)海岸最長(zhǎng)。 （岸線平順；岸坡較坦；波浪作用為主并常引起沿岸漂沙）c) 淤泥質(zhì)海岸： 主要由江河攜帶入海的大量細(xì)顆粒泥沙， 在波浪和潮流的作用下輸運(yùn)沉積形成。上海屬于此類海岸。 （岸線平直、一般位于大河河口兩側(cè)；岸坡坦緩；組成泥沙顆粒很細(xì)并常含有機(jī)質(zhì)；潮流、波浪作用顯著，以潮流作用為主；潮灘沖淤變換頻繁。）d) 生物海岸： 包括紅樹林海岸和珊瑚礁海岸。 紅樹林海岸由紅樹植物與淤

3、泥質(zhì)潮灘組合而成（有利防浪、消浪、保灘促淤的功能） ；珊瑚礁海岸由熱帶造礁珊瑚蟲遺骸聚積而成。3. 海岸線變化的影響因素： 海岸線是海與陸地交匯的界限， 除因潮汐漲落在潮間帶范圍內(nèi)正常變化外，還受河流、波浪、氣候、生物等影響，使岸灘堆積或侵蝕，從而加劇了海岸線的推進(jìn)或后退的頻繁變化。4. 海岸線沖淤變化因素： 分為長(zhǎng)期作用和短期作用。 長(zhǎng)期作用： 由于海平面上升或地面沉降引起岸線退蝕， 以及河流改道是海岸的泥沙補(bǔ)給條件劇烈變化而出現(xiàn)海岸變遷。短期作用：主要指波浪、沿岸流、風(fēng)暴潮、河流豐枯變化、風(fēng)等自然因素以及人類活動(dòng)因素。5. 海岸侵蝕的原因： 分為自然原因和認(rèn)為原因。 自然原因 1 海平面的

4、上升， 岸灘剖面將逐漸調(diào)整以適應(yīng)較高的海平面， 從而造成岸線的長(zhǎng)期侵蝕 2 波浪對(duì)岸灘上部的沖刷， 是泥沙向后濱方向運(yùn)移和沉積 3 風(fēng)力輸沙， 大風(fēng)可吹動(dòng)岸灘上松散細(xì)顆粒沙造成侵蝕 4 沿岸輸沙， 波浪斜向傳至岸灘而發(fā)生破波所形成的沿岸流造成沿岸輸沙。人為原因： 1 開采地下資源造成陸地和岸灘的下沉， 岸灘剖面的調(diào)整將使岸線緩慢長(zhǎng)期侵蝕 2 沿岸輸沙被攔截， 如建造導(dǎo)堤或開挖航道， 使得沿岸輸沙下游側(cè)岸灘侵蝕 3 海灘采砂， 破壞近岸帶的泥沙供需平衡 4 天然海岸防護(hù)的變動(dòng)，如沿岸沙壩或淺灘的挖除，將增加作用于海灘的波能，從而造成侵蝕。第二章海岸防護(hù)工程6. 海堤：為防御風(fēng)暴潮水和波浪對(duì)防護(hù)區(qū)

5、的危害而修筑的堤防工程，又叫海塘，防潮堤。7. 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：海堤能夠安全承受和防御的，并據(jù)以進(jìn)行設(shè)計(jì)的潮、浪組合標(biāo)準(zhǔn)。a) 設(shè)計(jì)潮位：采用年頻率統(tǒng)計(jì)的方法，推求不同重現(xiàn)期的高潮為作為設(shè)計(jì)高水位。（設(shè)計(jì)波浪： 在確定波浪對(duì)各種不同類型海岸工程建筑物的作用力時(shí)，定義的一個(gè)合理的代表意義的波浪要素）b) 設(shè)計(jì)波浪： 設(shè)計(jì)波浪的重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)波浪的波列累積頻率標(biāo)準(zhǔn)。重現(xiàn)期指某一特定波列平均多少年出現(xiàn)一次，它代表波浪要素的長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。累積頻率指設(shè)計(jì)波浪要素在不規(guī)則波列中的出現(xiàn)頻率，它代表波浪要素的短期統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)反映海堤的e) 計(jì)算內(nèi)港水位過(guò)程線：8. 截流堤是在堵口段用來(lái)截?cái)喑绷鞯膽?/p>

6、堤9. 堆石截流堤水力穩(wěn)定斷面： 在平堵過(guò)程中截流堤的水下部分是溢流的，由于塊石和龍口水利條件的不同，其水力穩(wěn)定斷面有兩種形式，密集斷面和擴(kuò)展斷面。 密集斷面： 當(dāng)拋投的石塊足夠大， 其極限穩(wěn)定流速大于龍口實(shí)際流速， 而且隨著龍口流速的增大， 拋投的塊石也隨著增大， 塊石是穩(wěn)定的， 這樣拋投所形成的斷面基本形式呈梯形， 稱密集斷面。 擴(kuò)展斷面：當(dāng)塊石的極限穩(wěn)定流速小于龍口流速， 水流把塊石推動(dòng)滾落到斜坡上， 這時(shí)塊石依靠擴(kuò)展截留潛堤斷面，延緩下游邊坡，小號(hào)水流能量才能穩(wěn)定，這時(shí)的斷面為擴(kuò)展斷面。10. 不同地基上的截流堤斷面形式：a)軟基上的斷面型式：采用主堤和子堤相結(jié)合的截流堤斷面。主堤：溢

7、流的，采用擴(kuò)展斷面；堵口方式以平堵為主，堤頂高程一般在小潮高潮或中潮位附近。子堤：建在主堤上，是最后合龍截流堤。不溢流，采用密集斷面。b) 基巖或砂基上的斷面型式： 采用密集斷面。 基巖上的截流堤只需考慮堤身穩(wěn)定； 砂基上的截流堤要考慮堤身穩(wěn)定和堤下沖刷，做好護(hù)底。11. 圍海造地的存在的主要問(wèn)題： (1) 圍海使?jié)竦孛娣e銳減。 (2) 圍海影響了行洪和航行安全。 (3) 圍海導(dǎo)致海灣和河口納污能力減弱，環(huán)境質(zhì)量降低。圍海造地可導(dǎo)致潮差變小，潮汐沖刷能力降低 , 港灣內(nèi)納潮減少， 海水自凈能力減弱， 加大赤潮發(fā)生的頻率和強(qiáng)度。 (4) 圍海導(dǎo)致海岸侵蝕和海底沖刷與淤積。 由于岸線、 海底形態(tài)的

8、改變， 影響了自然條件下的潮流場(chǎng)與泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律， 有些情況下會(huì)在局部造成持續(xù)的侵蝕或淤積，破壞海岸與海底的自然平衡狀態(tài)，使得生物多樣性和生態(tài)環(huán)境發(fā)生重大改變。 (5) 海洋自然性狀改變 , 海洋災(zāi)害潛在威脅加大。圍海會(huì)造成天然海灣的消失、河口束狹、岸線趨于平直等。第四章：海岸防護(hù)工程破壞情況1. 海堤破壞情況分類（按程度不同） ： 1、海堤決口，海水倒灌，影響堤內(nèi)。2、海堤嚴(yán)重破壞。表現(xiàn)為塊石護(hù)坡連片破壞或堤身土方大部分被沖掉，海堤瀕臨決口邊緣。坡局部破壞。有的塊石護(hù)坡部分被破壞，有的堤腳被淘刷。3、海堤外2. 海堤破壞原因： 1、臺(tái)風(fēng)浪。諸動(dòng)力因素中臺(tái)風(fēng)浪是海堤破壞的主要因素，海堤的破壞主要

9、是由于臺(tái)風(fēng)浪對(duì)海堤進(jìn)行打擊，而海堤材料（護(hù)坡塊石、 堤身土等）的抗沖穩(wěn)定性不夠造成的。 2、護(hù)坡質(zhì)量差。 護(hù)坡質(zhì)量差是堤坡風(fēng)浪沖刷破壞的主要原因。3、土堤施工質(zhì)量差、不密實(shí)。 土堤施工質(zhì)量差、 不密實(shí)是海堤被沖刷和穿孔漏水的主要原因。4 、海堤斷面型式。海堤斷面型式與波浪對(duì)海堤的作用情況有關(guān)，因此也影響到海堤的破壞情況。如直立式海堤易被風(fēng)浪破壞而倒塌，斜坡式海堤破壞較少。一般堤坡越平坦，波浪對(duì)堤坡作用就越緩和，因此破壞也越小。5、海堤堤頂高程偏低。6、海堤堤前淺灘的侵蝕情況和保灘促淤措施及其效果。第五章：防波堤工程1. 防波堤： 對(duì)于建造在開敞海岸、 海灣或島嶼的港口， 為防御波浪對(duì)海港的侵蝕

10、而建造的用于掩護(hù)水域的一種結(jié)構(gòu)物。2. 防波堤的分類：a) 按平面形式分： 突堤：防波堤的一端與岸相連時(shí)稱為突堤。島式堤：防波堤的兩端均不與岸相連時(shí)稱為島式防波堤。b) 按結(jié)構(gòu)型式分：重型防波堤（斜坡式、直立式、混合式）輕型防波堤（透空式、浮式、壓氣式、水力式）3.斜坡式防波堤： 主要由塊石三體材料填筑而成。波浪在斜坡面上發(fā)生破碎，從而消散能量，堤前反射波高較小。水深增加，堤身體積會(huì)有較多的增長(zhǎng)，因而適用于水深較淺。對(duì)地基的不均勻沉降不敏感，可適用于較軟弱的地基條件；也適應(yīng)海底面很不平整的巖石地基。斜坡堤遭到較嚴(yán)重的破壞，其殘留斷面還能起到相當(dāng)?shù)姆览俗饔茫迯?fù)也比較容易。4. 直立式防波堤：

11、堤斷面主要由上部結(jié)構(gòu)、 墻身和基床三部分構(gòu)成。 具有直立或接近直立的墻面， 根據(jù)墻前的水深， 入射波在墻面上產(chǎn)生完全反射或部分反射； 內(nèi)墻面對(duì)港內(nèi)波的反射將對(duì)港內(nèi)泊穩(wěn)條件產(chǎn)生不利影響。5. 直立堤有重力式和樁式兩種類型： 重力式由拋石基床、 墻身和上部結(jié)構(gòu)組成， 對(duì)地基的不均勻沉降較為敏感， 要求地基條件好；建造直立堤， 需要大型專門的施工設(shè)備，施工技術(shù)也比較復(fù)雜。 適用于水深較大的情況工程量隨水深增加不顯著。優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)側(cè)可供船舶?？?. 設(shè)計(jì)波浪標(biāo)準(zhǔn)包括： 1）設(shè)計(jì)波浪的重現(xiàn)期； 2）設(shè)計(jì)波浪波列累積頻率a)設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期某一特定波列累積頻率的波浪平均多少年出現(xiàn)一次。代表長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。設(shè)計(jì)

12、波浪重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)反映建筑物的使用年數(shù)和重要性b)設(shè)計(jì)波浪波列累積頻率設(shè)計(jì)波浪要素在實(shí)際海面上不規(guī)則波列中的出現(xiàn)概率，短期統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。 設(shè)計(jì)波浪波列累積頻率標(biāo)準(zhǔn)反映波浪對(duì)不同類型建筑物的不同作用性質(zhì)代表7. 設(shè)計(jì)波浪的波列累積頻率標(biāo)準(zhǔn)： 直墻式和墩柱式對(duì)波浪反應(yīng)較靈敏， 波列中個(gè)別波即可能影響建筑物的安全， 所以采用較小的波高累積頻率值。 斜坡式的破壞是逐步造成的， 個(gè)別的高波并不起決定性作用，而且對(duì)局部損壞也易修復(fù)，可采用較大的波高累積頻率值8.設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)：重現(xiàn)期與危險(xiǎn)率的關(guān)系q1(11T R)n9. 斜坡堤計(jì)算內(nèi)容： 1、護(hù)面塊體的穩(wěn)定重量和護(hù)面層厚度； 2、堤前護(hù)底塊石的穩(wěn)定重量；3、胸墻的強(qiáng)度和抗滑、抗傾穩(wěn)定性；4、地基整體穩(wěn)定性；5、地基沉降； 6、珊欄板的強(qiáng)度10. 直立堤計(jì)算內(nèi)容： 1、沿堤底和堤身各水平縫及齒縫的抗傾穩(wěn)定性。 2、沿堤