《海岸动力学》--复习要点
第四版
CQJTU
1、海岸类型和海岸主要动力因素：
按照岸滩的物质组成，海岸类型有(1)基岩海岸 (2)砂砾质海岸 (3)淤泥质海岸 (4)生物海岸(红树林海岸和珊瑚礁海岸) 主要动力因素有：波浪、潮汐及潮流、近岸流、台风、风暴潮 、海啸、异重流；以及河流影响。
2、海岸线和海岸带的概念：海岸线是大潮平均高潮面与陆岸的交线。海岸带是陆地与海洋相互作用、相互交界的一个地带，包括潮上带，潮间带，潮下带；潮间带指高潮时海岸线与低潮时海岸线之间的带状区域；潮上带是海岸线向陆扩展10km 的区域；潮下带向海到-10m ～-15m 等深线。
1、波浪分类:按波浪形态分类，波浪可分为规则波和不规则波。不规则波又称随机波。按波浪传播海域的水深分类，波浪分为深水波、有限水深波和浅水波。深水波时h/L ≥0.5浅水波时h/L ≤0.05（其中h 为水深，L 为波长）
2、谐振波波面表达式：波面表示为cos()a kx t ησ=-，则波长为2L k π=，则波周期为2T πσ=，波速为c k σ=，传播方向为x 方向。
3、描述规则波浪运动的理论：主要有微幅波理论、有限振幅Stokes 波理论、椭圆余弦波理论，孤立波等。
4、势波理论：假定流体无粘无旋并且不可压缩，因而剪切应力为零，无摩阻损失，存在势函数，求解势波的控制方程简化为20??=；底部边界上，法向速度为零。流速场和压力场可分开求解.求出速度势函数φ和流速场后，由伯诺里方程求得压力场。
5．界面运动学边界条件：在流体界面上，不应有穿越界面的流动，否则界面就不能存在。流体界面具有保持性，某一时刻位于界面上的流体质点将始终位于界面上，不能有相对法向位移，即界面上水质点运动法向速度等于界面运动法向速度。
6、线性波理论假定：波动的振幅相对于波长或水深是无限小的。线性波水质点运动轨迹为一个封闭椭圆，其水平长半轴为a ，垂直短半轴为b 。在水面处b ＝H/2，即为波浪的振幅，在水底处b ＝０，说明水质点沿水底只作水平运动。在深水情况下，水质点轨迹可简化为圆。
7、波浪弥散方程：弥散方程为2tanh()gk kh σ=, 弥散方程等价关系式t a n h ()2gT c kh π
=, 2
tanh()2gT L kh π
=。当水深给定时，波的周期愈长，波长亦愈长，波速也将愈大，这样就使不同波长的波在传播过程中逐渐分离开来。这种不同波长(或周期)的波以不同速度进行传播最后导致波的分散现象称为波的弥散(或色散)现象。 在深水波情况:当水深h 或kh 为无限大，即h, kh →∞时，tanh()1kh kh →∞≈, 水深h
大于波长L 的一半，或说kh ＞π时，可认为已
于深水情况。这时，波浪弥散方程可以化简为2gk σ=，即2
02gT L π=，02gT
c π=，在深水情况下波长和波
速与波周期有关，而与水深无关。 在浅水波情况：当水深与波长相比很小时，0kh →，tanh()kh kh ≈，
kh ＜π/10或 h ＜L/20时，属于浅水，弥散方程简化为22gk h σ=， 即s L =s c =。在浅水中波速只与水深有关，而与波周期或波长无关。因此任何波周期(或波长)的波浪传播到浅水区后，波浪的传播速度只由当地水深控制（非弥散波）。
9、波的叠加：当两个波向相反，波高、周期相等的推进波相遇时，形成驻波(或称立波)。两列波向相同、波高相同而波周期略有差别的简单波迭加，形成波群。
10、波能流：微幅波传播过程中不会引起质量输移，因为水质点轨迹封闭。但波动会产生能量的输送。波能流（或波功率）等于波能与波能传播速度Cg 乘积。
11、二阶斯托克斯波的特征：斯托克斯2阶波波形与微幅波的比较:波峰处，波面抬高, 因而变为尖陡；波谷处，波面抬高，因而变得平坦。波峰波谷不再对称于静水面。随着波陡增大，峰谷不对称将加剧。斯托克斯波不适于浅水情况,因为波面中的二阶项与一阶项的比值趋于无穷大。
速度不对称：斯托克斯2阶波正向(向岸)历时变短, 波峰时水平速度增大；负向(离岸)历时增长,波谷时水平
速度减小。
二阶斯托克斯波与微幅波另一个明显的差别是其水质点的运动轨迹不封闭. 水质点运动一个周期后有一净水
平位移，这种净水平位移造成一种水平流动，称为漂流或质量输移。一个波周期内质点平均漂流速度，称传质速度。
12、波浪非线性特征比值：波浪非线性作用取决于3个特征比值, 即波陡H/L 、相对波高H/h 、和相对波长L/h 。在深水中，反映波浪非线性作用的最主要的特征比值是H/L ，在浅水中反映波浪非线性作用的最主要的特征比值是H/h 。
13、椭圆余弦波理论是最主要浅水非线性波理论之一。椭圆余弦波的一个极限情况是当波长无穷大时，趋近于孤立波。当振幅很小或 h/H 很大时，得到另一个椭圆余弦波的极限情况，称为浅水正弦波
14、孤立波：孤立波的波长波周期都趋于无这穷大，波面全部在静水面以上。孤立波是一种推移波，水质点只朝波浪传播方向运动而不向后运动。
15、各种波理论的适用范围：勒·梅沃特认为线性波理论只适用于厄塞尔数 U ＜＜1的情况. 朗吉特—希金斯认为对研究近岸泥沙运动来说，在波陡较小时，线性波理论的限制范围可放宽到U ＜26。 当厄塞尔数U ＜26且相对水深h/L 处于有限水深和深水范围内，可采用高阶斯托克斯波理论。厄塞尔数U ≥26 时可用椭圆余弦波理论。
17、不规则波形的波高及周期：波浪的尺度常用波高、周期表示。对于不规则波形通常采用上跨(或下跨)零点法。以上跨零点法为例，取平均水位为零线，把波面上升与零线相交的点作为一个波的起点。波形不规则地振动降到零线以下，接着又上升再次与零线相交，这一点作为该波的终点(也是下一个波的起点)。如横坐标轴是时间，则两个连续上跨零点的间距便是这个波的周期
若坐标轴是距离，则此间距是这个波的波长。把这两点间的波峰最高点到波谷最低点的垂直距离定义为波高。
18、风浪线性随机模型：固定点的波动水面η（t ）表示为1()cos(),n n n n t a t ησε∞
==+∑
an 、σn 分别为第n 个余弦组成波的振幅和圆频率；εn 表示第n 个波的初相位角，εn 是一个均匀分布于0～2π间的随机量。物理意义：某一固定的海面看作是无限多个不同振幅、频率和初始相位角的余弦波叠加起来。
1、波浪从深水经浅水到岸边的传播过程中，受地形和建筑物等影响，波浪发生的变化和现象
当波浪进入水深小于波长的一半的区域时，波浪开始受到海床地形的影响。波浪将发生浅水变形、折射、绕
射、反射、破碎等现象。 浅水变形：随着水深的减小，波速、波长都逐渐减小，波能传递率逐渐增大，波高在有限水深范围内随水深
减小略有减小，进入浅水区后，则随水深减小而迅速增大，这就是浅水变形现象。 波浪折射：浅水区传播的波浪，受地形影响，还将发生折射现象，由于处于水深较大位置的波峰线推进较快，处于水深较小位置的推进较慢，波峰线逐渐弯曲，趋于与等深线平行，波向线则趋于垂直于岸线，波峰线和波向线随水深变化而变化的现象称之为波浪折射。 波浪反射：波浪在传播过程中遇到人工建筑物或陡峭的岸线，其全部或部分波能被反射而形成反射波，这种现象称为波浪反射，反射波高与入射波高之比称为波浪反射系数，其大小随岸线或人工建筑物的坡度、透水率等而异。当波浪正向入射于直立不透水墙时，会发生完全反射，反射波高等于入射波高，其组合波为立波，立波波高为入射波的2倍。 波浪绕射。波浪在传播中遇到障碍物如防波堤、岛屿等，除可能产生反射外，还将绕过障碍物继续传播，并在掩蔽区内发生波浪扩散，这种现象称为波浪绕射。波浪绕射是波浪从能量高的区域向能量低的区域进行重新分布的过程，愈深入掩蔽区内波高越小，但其波浪周期保持不变。
波浪进入进岸区域时波陡和相对波高越来越大，最终发生破碎现象。
4、波浪能量损失：波浪进入浅水区后，波浪能量损失则应主要包括如下3方面： (1)摩阻损失。是海底床面对于波浪水流的摩阻力引起的能量损失;(2)渗透损失。当海底泥沙颗粒较粗，渗透性较大时，由于波峰和波谷时的波浪压力不同，在床质内部引起渗透水流而造成的能量损失。(3)泥面波阻力损失。当海床为流动性的淤泥质软泥组成时，波峰和波谷下的压力差可能诱发泥面波，由于软泥内部粘性很大，因此，泥面波也可能导致损失一部分或大部分能量。
5、波浪边界层：在分析势波运动时，对流体均作了无粘性的假定，但在边界面上(如海底)，水体的粘性作用是不能忽略的。为研究底部摩阻损失，首先要研究波浪的底部边界层。在短周期的波浪水流中，水流在不大的时间内正负交变，只有在床面附近很薄的一层受到床面影响而存在剪切应力，形成近面边界层。在边界层内是粘性有旋的运动, 并受床面上流速等于零的边界条件控制（法向速度为
6、零，切向速度为零）。超出层以后的边界层外水流，可以作为无粘无旋运动来对待，剪切应力为零，流速场可以用势函数来描述。
6、水流对波浪的影响：涨潮时顺水流进入河口附近的海浪波长增大、波高减小； 落潮时逆水流进入河口的海浪波长减小、波高增大，从而使波陡增大，有时造成波顶破碎。
10、波浪破碎：深水波的极限波陡00max max 01()()0.1427
H L δ===；波浪在海滩破碎时，因入射 陡和海滩坡度不同而有不同的型式，通常有崩破波、卷破波和激破波三种类型。浅水区破碎时，破碎点波高与水深之间的关系89.0=b b h H ，用孤立波一阶近似求得海滩上的破碎指标为0.78b b b
H h γ==。破碎后任一点的波高近似地与当地水深成正比。
1、近岸流：近岸流指与波浪作用有关的波周期时均流，近岸流系（近岸环流）包括向岸流(波浪质量输移）沿岸流，和离岸流(裂流)
2、波浪增水、减水：波浪增水和减水是指波动水面时均值相对于静止水面的偏离值，在破波带外的浅水区，波高随水深减小而增大，辐射应力Sxx 与波高平方成正比，因而辐射应力也沿程增大，即dSxx/dx>0。从增减水方程知，/0d dx η<，η随水深减小而减小，由于在深水区波浪增减水消失 0η=，故η必须在静水面以下，即发生减水现象，而在破波带内，波浪破碎发生能量损失，波高沿程减小，辐射应力沿程减小，引起增水现象。
3、波浪斜向入射沿岸流生成机理 ：波浪斜向入射进入具有无限长平直岸线且等深线相互平行的近岸区时，沿岸流的驱动因素是破波带内沿岸方向辐射应力切向分量在向岸方向的变化。
4、波浪斜向入射平直海岸，等深线相互平行，试证明破波带外从深水到浅水Sxy 沿程不变。（Sxy=En.sin α.cos α）.辐射应力切向分量Sxy 可表示为Sxy=Ecn.cos α(sin α/c).。在破波带外，波能守恒。因等深线相互平行，所以（Ecncos α）＝常数。根据等深线相互平行时斯奈尔折射定律，得sin α/c ＝常数。因此在
破波带外，波浪在传播过程中Sxy 始终不变。
5、不考虑和考虑侧向掺混的斜向入射波引起的沿岸流的区别
不考虑动量方程中的侧向掺混项时，，得到在破波带内流速分布为直线，流速在破波点为最大，而在破波点外没有沿岸流，因而在破波点流速分布不连续。然而在现场和实验室中都可观测到破波带外存在沿岸流，这种流是由侧向紊动动量交换引起的，紊动动量交换促使破波带内沿岸流动量向带外横向扩散，发生流速再分布现象。当侧向掺混增大时，流速分布趋于平坦，最大流速位置向岸线靠拢，且破波带外流速逐渐增强。
6、波浪正向入射时近岸环流的生成机理
波高较小处，波浪在离岸较近处破碎，破波强度及增水较小。波高较大处，波浪在离岸较远处破碎，破波强度及增水较大。这些就形成了从高破波区到低破波区的沿岸水面坡降，这个水面坡降为沿岸流提供了驱动力。
另外，沿岸方向辐射应力切向分量Syy 从高破波区到低破波区沿程减小，产生了指向低破波区的辐射应力梯度力也是驱动沿岸流的作用力。从相邻的高破波区流来的沿岸流在低破波区汇合，产生了离岸方向的裂流。离岸流量由向岸净流来提供，这就形成了一个近岸流环流体系。
1、平衡潮理论和实际潮汐差异的主要原因：
平衡潮理论假定：（1）地球全部被均匀深度和密度的水体所覆盖；（2）海水是无粘流体，摩阻力可以忽略，没有惯性，因此在重力和引潮力作用下，在任何时刻均能保持平衡状态。平衡潮与实际潮汐发生差异的主要原因有：
（1）地球表面水体运动必须满足连续性和动量平衡这两个水动力方程。这表明潮汐应以长波形式传播。受大陆边界和海底地形的影响
（2）在赤道上，地球表面相对于月球的线速度为449m/s 。为使平衡潮与月球在地球表面上的移动轨迹同步，其传播速度需达到449 m/s ，而潮波传播速度由（水深?重力加速度）1/2确定。因此实际潮汐相对于平衡潮会有延迟现象。
（3）水体运动还受到地球自转引起的柯氏力的影响。在北半球，柯氏力使潮流向右偏转，而在南半球，则使潮流向左偏转
2、潮波动力理论的长波近似：潮波波长远大于水深，因此潮波属于长波；潮波振幅远小于波长，潮波波面倾斜度甚微，可以认为潮流运动近乎为水平流，压力满足静压分布。
3、港湾驻波：考虑一端封闭，另一端与外海相连的常深度狭长港湾，潮波从外海传播进入港湾，在闭端发生反射形成驻波。驻波波节点处振幅为零，水平流速为最大。波腹点处振幅最大、水平流速为零。由于港池闭端墙面质点水平流速为零，因而闭端必然在波腹位置上。离闭端 L/2距离处为波腹点。距闭端L/4 的地方为波节点
4、自由潮波：海洋中的潮波分为强迫潮波和自由潮波，在大洋中引潮力影响不可忽略，潮波以强迫潮波为主。在浅海水域，由于水体较小，引潮力可以忽略不计。此处的潮波可近似认为是自由潮波。
5、有摩阻渠道中的潮波运动：底部摩阻使波长减小，相应波速也减小.；最大潮流速度与最高水面出现时刻不一致。
6、格林定律:：潮波在河道中传播，深度h 和宽度b 发生变化。潮波的波速仅与水深和重力加速度有关，
即c =潮波从大洋向外海传来，其传播过程也是能量传递的过程。按线性波理论，单位海面面积上的潮波能量表示为218
E gH ρ=,
前进波波能流为P E = 当潮波在河道中传播，深度h 和宽度b 发生变化。用下标“0”表示参考位置，“x ”表示任意位置。根据能量守恒00x x P b P b =可得1/41/2000()()x x x
h b H H h b =。 这就是格林定律。 7、地转柯氏力影响：考虑北半球的情况，潮波沿x 方向传播，按潮波方向来定义渠道左右岸。受地转柯氏力影响，柯氏力促使潮流向其运动方向的右侧偏移，右岸高潮位高,低潮位低；右岸潮差要大于左岸潮差。
8、河口潮波变形现象(波面形态、波动类型、潮差的变化)和影响因素
海洋潮波传播进入河口区后，波面形态、波动类型、潮差将沿程变化，其影响因素主要有：（1）水深减小；（2）河口平面形态；（3）底摩阻；（4）浅滩和河口端部的反射；（5）河流径流。
波动类型的变化: 外海潮波可认为是简单前进波，前进潮波遇到河口浅滩，河岸和河口端部会发生潮波发射现象。在河宽向上游迅速变小，平面外形呈喇叭形，水深急剧变小的河口中，潮波反射强烈，河口潮波接近驻波性质，一般情况下，河口潮波介于前进波和驻波之间。
波面形态变化: 波面形态变化主要取决于水深的变化，潮波传播速度取决于局部水深，波峰（高水位）传播速度要大于波谷（低水位），结果使潮波曲线形状呈现不对称，潮波的前坡变陡，后坡变坦，潮位上升快，回落慢，涨潮历时缩短，落潮历时延长。另外，径流注入河口，有一个净的向海流动，也是落潮历时延长的原因。
潮差变化: 河口潮差沿程变化主要取决于三个因素：（1）河口断面向陆方向收缩；（2）浅滩及边界反射；（3）底摩阻，前两个因素促使潮差沿程增大，第三个因素引起潮差沿程减小。河道宽度缩窄和水深减小，均引起潮差增大，但平面上宽度收缩的影响更大。潮波在河口浅滩和边界的反射，可形成驻波，使潮差增大，当河口湾长度或口门至浅滩距离是1/4波长的倍数时，可引发共振。摩阻作用使潮波能量损失，在大多数河口中，由于截面收缩，潮差沿程增加，在河口区中段或上游段，潮差达到最大值。在河口上游段附近，底摩阻影响越来越显著，潮差趋于减小。河口潮波变形还受到其他因素的影响，如盐水楔异重流加剧潮汐不对称现象，受柯氏力影响，潮差两岸不等,潮差向潮波传播方向的右侧（北半球）递增。
9河口涌潮现象:在某些河口，受水深、河宽急剧减小、逆向径流影响，潮波波面形态变形，形成了几乎直立的波前，波前就像一个翻滚的水墙向上游传播，河口涨潮初期的潮位急剧上升。这种现象称为涌潮类似于波浪碎波带中段波.
1、近岸区输沙：近岸区输沙可分为向岸-离岸方向输沙和沿岸输沙，控制海滩长期变化和大规模海岸变形的主要因素是沿岸输沙。短期变化与向岸离岸输沙有关。
2、波浪从深水经浅水到岸边的传播过程中，泥沙运动方式的变化过程
波浪从深水到浅水的传播过程中，由于浅水变形，波高增大，相应的海底水质点速度增大，并在破波点达到最大值。在床面水质点速度的沿程增大过程中，可以观测到：（1）泥沙开始起动，床面上泥沙作推移质运动；（2）沙纹形成，沙纹附近形成泥沙悬浮；（3）沙纹逐渐消失，发生泥沙层移运动；（4）波浪破碎引起强烈紊动，导致破波带内泥沙大量悬浮，并在破波带内波导沿岸流作用下造成沿岸输沙。（5）在上爬带，泥沙在上冲水流和下冲水流作用下作层移运动。
3、波浪作用下沙纹床面上泥沙悬浮的基本机理:
与波浪作用下悬沙运动有关的最重要的流动结构是沙纹床面上的漩涡结构。假定正好是波峰通过的时候，近底边界层外流速相应于最大流速，沙纹背面由于流动分离形成了漩涡，上游水流冲刷沙纹峰部泥沙，从峰顶上悬起的沙舌随水流带向下游，多数泥沙落入沙纹背面的漩涡中。流动转向时，漩涡强度增大，含沙量增大，反向流将漩涡推向峰面以上，漩涡挟带泥沙，向上跃进，进入峰面以上的主流区，形成悬浮的沙云。因此，沙纹上泥沙悬浮机理是，沙纹背面的漩涡，在水流转向时，挟带着泥沙跃离床面，形成沙云。
4、沙纹形状阻力：沙纹床面阻力包括沙粒阻力和沙纹形状阻力。沙纹形状阻力产生原因是：当水流越过沙纹顶部，发生流动分离现象，在沙纹顶峰背后形成旋涡，旋涡导致能量损失，沙纹背风面压力减小。沙纹前后形成压力差，从而对水流产生了附加阻力。
5、非破碎波和破碎波情况时悬沙浓度分布。
非破碎波情况:含沙量分布大多限于沙纹附近，在床面以上超过约3个沙纹高度以上时，泥沙浓度就不太明显。当水深变浅波浪破碎时紊动强烈，可产生强烈的泥沙悬浮，泥沙上升悬浮在整个水深范围内，在近底2cm左右范围内，破碎波和非破碎波的浓度剖面是一致的。破碎引起强烈的紊动掺混，使上段的浓度增加，几乎成均匀分布。
6、推移质半周期平均输沙率：在纯粹余弦波动作用下，在一个周期内，正反向输沙量相等，净输沙为零。因此，常采用半周期平均输沙率来表示波浪作用下的推移质运动。在二阶斯托克斯波情况，正反向输沙量不等，一个波周期内推移质净输沙不为零
7、稳定沙纹床面上悬沙净输沙；
在稳定沙纹情况，即波浪水质点轨迹直径 < 3至5倍沙纹波长时，漩涡强度大，沙纹波长相对较大，水流向岸运动时形成的沙云，限制在一个沙纹波长距离内。离岸流动时，沙云向离岸方向搬运。波浪不对称，向岸运动速度要大于离岸运动速度。水质点向岸运动时形成的沙云浓度大于离岸运动时形成的沙云浓度，这个浓度较
大的沙云并不向岸运动，而是在水流转向后，向离岸方向运动，因此，悬沙净输沙方向是离岸的。
波浪向岸传播时，在波浪不对称性作用下，床面上推移质运动净搬运方向是向岸方向，稳定沙纹床面悬移质泥沙搬运方向是离岸方向。
8、沿岸输沙率在海滩横断面上的分布：
破波带内任一点单宽输沙率正比于波浪应力×沿岸流速，波浪应力与水深成正比，在破波点为最大值。由于波浪应力最大值在破波点，沿岸流速最大值在破波点以内。所以最大输沙率应在破波线和沿岸流速最大值之间。
9、载沙量：输沙率可表示为“载沙量”和水流速度的乘积. 载沙量正比于已经被水动力作用所支撑处于输送准备状态的沙量。波流共同作用时才能有大规模泥沙净输送，在水流相对较弱时，一般的模式是“波浪掀沙，水流输沙”；在水流较强时，应考虑波浪和水流共同的掀沙作用。
载沙量通常与床面剪切应力或摩阻流速相联系，波流共存，流动较弱时,考虑波浪剪切应力；波流共存，流动较强时,考虑波流共同作用下的床面剪切应力。
10、波流共同作用时的输沙率的贝克尔模型
贝克尔研究了波流共存时的摩阻力，得出波浪存在加强了底部摩阻。他将波流共同作用时的摩阻力应用于“载沙量”参数，来得到海岸输沙计算公式。他将上述思想应用于卡林斯基—弗雷伦克(Kalinske-Frijlink)推移质输沙公式，并结合爱因斯坦悬沙模型，给出了计算波流共同作用时的输沙公式，称之为贝克尔模型。这个模型简单实用，精度也能满足工程要求。
1、沿岸沙坝与滩肩：在沙质海岸上，沿岸沙坝与滩肩是海滩的重要特征构造。沿岸沙坝形成于风暴期破波点附近，卷破波是形成沿岸沙坝的主要原因。滩肩是在波浪较小的时期，波浪把泥沙向岸推移堆积起来形成的。滩肩的高程常常就是波浪上涌水流达到的高程。
2、“风暴剖面”与“常浪剖面”：不同季节沙质海滩剖面形式动态变化的一个显著表现就是“风暴剖面”与“常浪剖面”之间的变化。
风暴剖面是指在风暴盛行期间，海滩的上部被侵蚀，泥沙被搬运到离岸区堆积而形成的剖面形状。大风浪期间，风增水与波浪增水都较大，滩面或滩肩被冲刷，大量泥沙悬移并向海输移，冲刷下来的泥沙在离岸区堆积形成沿岸沙坝，近岸区的海滩坡度变缓。沙坝的形成使波浪在离岸较远的地方破碎，这样就使打击到滩面或岸基的波浪力减弱。滩肩或岸基受到的侵蚀作用减弱，海滩剖面逐渐趋于适应大风浪的条件，形成以沙坝为特征的剖面，故又称沙坝剖面。
常浪剖面的形成：入射波浪相对较小，这时淤积在离岸区的泥沙逐渐被波浪推移而向岸输运。这些泥沙在岸边堆积逐渐形成滩肩。滩肩不断增长，使岸线不断前移。如果平静期足够长，则风暴期间形成的沙坝可能完全消失，泥沙被全部推回。形成光滑而有较宽滩肩的常浪剖面，又称滩肩剖面。这时近岸区的坡度相对较陡，海滩剖面达到一种适应于海面相对平静时期的平衡剖面形式。
上述两种海滩剖面发生转化的条件与波陡及组成海滩的泥沙粒径有关。在波陡大，粒径小时，形成沙坝型剖面，泥沙以悬移质运动为主。在波陡小，粒径大时，形成滩肩型剖面，泥沙以推移为主。
3、全年总输沙率和全年净输沙率：按沿岸输沙率从左边来还是右边来进行统计求和，可得左右两个方向的全年输沙率Q左和Q右，全年总输沙率Qg = Q左 + Q右,全年净输沙率Qn=Q左-Q右。在航道回淤量预测中，应采用总输沙率。在突坝、导堤回淤量预测中，应采用净输沙率。
4、连岛坝的形成：
离岸区岛屿对入射波浪有遮拦作用，岛屿背后形成波影区。波浪的绕射和折射造成岛后沿岸波高不等，产生从岛两端向中心的沿岸流，这种沿岸流导致的沿岸输沙将会形成沙嘴。如果沙嘴发展到与岛连接就形成连岛沙堤。
离岸堤建成后，在堤后形成波影区，其沿岸输沙的能量减弱，波影区内因泥沙沉积而形成沙嘴，当离岸堤距岸较近时，最终会形成连岛沙堤型淤积。
5、港口淤积
在沿岸输沙丰富的海岸，当修建了伸向海中的建筑物，部分或全部拦截了沿岸输沙运动，破坏了沿岸泥沙运动的平衡状态，在建筑物迎泥沙流来的一面，产生淤积。当上游一侧淤满后，泥沙就会绕过堤头而侵入港区。
6、海岸建筑物引起的岸线变形
在动态平衡的海岸修建建筑物，如建造突堤、导堤、丁坝或者进行人工挖槽等，部分或全部拦截了沿岸输沙运动，
破坏了自然平衡状态，就可能会引起岸线的长期变形。在沿岸输沙丰富的海岸建造单突堤或双突堤，由于阻拦了沿岸泥沙运动，造成了堤的上游侧严重淤积，下游侧海岸冲刷后退。人工挖槽（如入海航道）引起上游侧输沙向挖槽堆积，而下游侧海岸由于供沙不足而发生冲刷。
7、平衡岸线:
当岸段上游有泥沙源存在时，为达到稳定海岸状态，下游须有泥沙汇，波向线须与岸线法向斜交，以产生沿岸流将泥沙输送出去。
在有河流供沙的海岸上，波浪正向入射，离河口一定距离处有泥沙汇, 因有河流供沙，为使波能可以将泥沙向两边输送出去，会堆积形成突出的岸线，以使波向与岸线斜交，形成沿岸流，将泥沙输送到沙汇处。供沙越多，需要的沿岸流越大，岸线也越突出。
海湾的两端受到不易侵蚀的岬角的约束, 两岬角间为可冲区域，波浪斜向入射，周围无沙源，斜向波形成的沿岸流将使两岬角间海岸发生冲刷形成岬湾: 当波浪斜向入射时，左边受到岬角的掩护，波浪同时受岬角的绕射作用及地形的折射作用，岸线形状接近于等角螺线。右边不受岬角掩护，冲刷侵蚀而后退。如果周围无沙源，最终岸线与波向垂直。
第七章淤泥质海岸的泥沙运动
粘性泥沙的沉降和固结，淤泥的流变特性，水流作用下的粘性泥沙运动规律，港池和航道的回淤计算，淤泥质海岸的岸滩演变）
【名词解释】 （15题×2分=30分） 第2章 1.海浪：风作用于海面产生的风浪 2.涌浪：风平息后海面上仍然存在的波浪或风浪移动到风区以外的波浪。 3.规则波不规则波/随机波浪:规则波波形规则，具有明显的波峰波谷，二维 性质显著。不规则波波形杂乱，波高，波周期和波浪传播方向不定，空间上具有明显三维性质。 4.混合浪：风浪和涌浪叠加形成的波浪 5.深水波，浅水波，有限水深波:深水波h/L大于1/2、浅水波h/L小于1/20、 其之间的称为有限水深波 6.振荡波：波动中水质点围绕其静止位置沿着某种固有轨迹作周期性的来会往 复运动，质点经过一个周期后没有明显的向前推移的波浪。 7.推进波:振荡波中若其波剖面对某一参考点作水平运动，波形不断向前推移 的波浪。 8.立波:振荡波中若波剖面无水平运动，波形不再推进，只有上下振荡的波浪。 9.推移波:波动中水质点只朝波浪传播方向运动，在任一时刻的任一断面上， 沿水深的各质点具有几乎相同的速度的波浪。 10.振幅：波浪中心至波峰顶的垂直距离；波高：波谷底至波峰顶的垂直距离 11.波长：两个相邻波峰顶之间的水平距离 12.波周期：波浪推进一个波长距离所需要的时间 13.波速、波数、波频等概念。 14.波的色散现象：不同波长（或周期）的波以不同速度进行传播最后导致波的 分离的现象 15.波能流:波浪在传播过程中通过单宽波峰线长度的平均的能量传递率 16.波能：波浪在传播过程中单宽波峰线长度一个波长范围内的平均总波能 17.波群：波浪叠加后反映出来的总体现象 18.波频谱（频谱）波能密度相对于组成波频率的分布函数 19.驻波:当两个波向相反，波高、周期相等的行进波相遇时，形成驻波。 20.孤立波：波峰尖陡、波谷平坦、波长无限大的波。 第3章 1.摩阻损失：海底床面对于波浪水流的摩阻力引起的能量损失； 2.浅水变形：当波浪传播至水深约为波长的一半时，波浪向岸传播时，随着水 深的减小，波长和波速逐渐减小，波高逐渐增大，此现象即为浅水变形； 3.波浪守恒：规则波在传播中随着水深变化，波速，波长，波高和波向都将发 生变化，但是波周期则始终保持不变。 4.波浪折射：当波浪传播进入浅水区时，如果波向线与等深线不垂直而成一偏 角，将发生波向线逐渐偏转，趋向于与等深线和岸线垂直的现象； 5.辐聚：在海岬岬角处，波向线将集中；辐散：在海湾里，波向线将分散； 6.波浪的绕射：波浪在传播中遇到障碍物如防波堤、岛屿或大型墩柱时，绕过 障碍物继续传播，这种现象称为波浪绕射； 7.绕射系数：绕射区内任一点波高与入射波高之比； 8.破波带：波浪破碎点至岸边这一地带称为破波带。 9.崩破波，激破波，卷破波（P78）
填空 1波浪按波浪形态分为规则波和不规则波。大洋中的风浪是不规则波或随机波；离开风区后自由传播的的涌浪可视为规则波。 2波浪按传播海域的水深分为深水波、有限水深波和浅水波。分别将h/L =1/2和h/L =1/20作为它们之间的界限。 3波浪非线性的程度取决于波高、波长、水深的相互关系，在深水中影响最大的特征比值是波陡，在浅水中影响最大的是相对波高。 4波长较短的风浪进入水流较大的水域，或骑在波长较长的涌浪或潮波之上时，其波长、波速、波高及波向均将发生变化，而波周期保持不变。 5对波群速度与波速的关系而言，浅水波的波群速度为 C g =C s = gh ，深水波的波群速度为C g =12C 0。 6一般把h/L <1/20的波浪称为浅水波，其群速为C g =C = gh 7斯托克斯波的水质点运动轨迹不封闭，运动一个周期后有一净水平位移，造成一种水平流动，称为漂流或质量输移；造成泥沙净输运。 8近岸水流速度的垂向分布，可采用对数分布或指数分布两种形式。垂向水流结构的分层描述中常采用Boussinesq 假定。 9重力波周期的范围在1至30秒之间，周期为200秒的是低频波，潮波的周期大于 12小时 。 10海岸线是指 陆地与海水的边界线。从海岸动力学的角度，海岸带的范围是从波浪所能作用的海底，向陆延至暴风浪所能达到的上界。 12当两列波向相反，波高、周期相等的行进波相遇时，形成驻波。驻波的动能是入射行进波的2倍。 13非线性的有限振幅波理论主要有斯托克斯波理论、椭余波理论、孤立波理论等。 14一般认为，波浪破碎的运动学条件是波峰处水质点运动速度大于波峰相速度；动力学条件是质点离心力大于约束力重力，出现溢出现象。 15引潮力主要包括月球和太阳对地球上海水的引力，以及地球与月球绕其公共质心旋转产生的惯性离心力。 16辐射应力向岸的分量xx S 梯度驱动产生波浪增减水，xy S 梯度驱动产生沿岸流，yy S 梯度驱动 产生裂流和近岸环流。 17海洋潮波运动包括海面周期性升降,称为潮汐，和海水周期性流动称为潮流。 18沙质海岸的短期演变主要是指海岸横剖面在波浪和水流作用下的季节性冲淤变化。沙质海岸的典型剖面形式为沙坝剖面和滩肩剖面，也称为风暴陪面和常浪剖面。 19淤泥质海岸的地形变化与沙质海岸的变化有所不同，其主要特征往往是在动力较强的地方发生冲刷，在动力较弱的地方发生淤积。 20一列简单波浪进入浅水区后，在传播中随水深变化，其波速、波长、波高和波向都将发生变化，但是其波周期则始终保持不变，波浪这一性质为分析它从深水传播到浅水的变化提供方便。 21沿岸输沙是波浪和波生流共同作用引起的纵向泥沙运动，主要发生在破波带内，其机理是波浪掀沙和沿岸流输沙；沿岸流量最大输沙率出现在破波线和沿岸流速最大值之间。 22辐射应力可定义为波浪运动引起的剩余动量流。 23沿岸沙坝和滩肩是沙质海岸剖面形态的重要特性构造。卷破波是形成沿岸沙坝的主要原因。 24近岸流包括 向岸流 、沿岸流 和 离岸流 25海岸可分为 沙质 海岸和 淤泥质 海岸
前言 1.河流动力学就是以力学及统计等方法研究河流在水流、泥沙和河床边界三者共同作用下的变化规律的学科！主要内容包括泥沙运动和河床演变！ 2.河流动力学的研究方法有理论研究、试验研究、原型观测、数学模型。 第一章 1.P16等容粒径公式。 2.粒径大小分类、漂石、卵石、砾石、沙砾、粉粒、黏粒， 3.有效密度的表示方法(PS-P)/P 4.从自然界取得的原状泥沙，经过100到105度的温度烘干后，其质量与原泥沙整体体积的比值称为泥沙的干密度。相应重量的比值称为干容重。 5.泥沙干密度主要受泥沙粒径、淤积厚度、淤积历时等因素的影响，注意图p21，P22的图 6.在静水中的泥沙，由于颗粒之间的摩擦作用，可以堆积成一定角度的稳定倾斜而不塌落，倾斜面与水平面的夹角称为泥沙的水下停止角！ 第二章 1泥沙沉降速度是指单颗泥沙在足够大的静止请水中等速下沉时的速度，简称沉速。由于泥沙颗粒越粗，沉速越大，因此又被称为水力粗度! 2雷诺数小于0.5为停滞性状态，大于1000属于紊动状态，介于之间属于过渡状态。 3影响泥沙沉降速度因素有，颗粒形状，边壁条件，含沙浓度，紊动，絮凝等 4泥沙颗粒越细。其比表面积越大，当泥沙粒径小于0.01毫米，颗粒表面的物理化学作用可使颗粒之间产生微观结构，随着这种颗粒泥沙的增加，相邻的若干带有吸附水膜的细颗粒便彼此连接在一起形成絮团，这种现象称为絮凝现象。 第三章 注意资料计算题 游荡型河段演变规律： 形态特性，平面形态看，河身比较顺直，往往宽窄相间，类视藕节状，河段内河床宽浅，洲摊密布，岔道交织。 水流特性：因河床宽浅，平均水深很小。水文特性表现为暴涨暴落，年内流量变化大。 输沙特性：含沙量大，而且同流量下含沙量变化很大，流量与含沙量关系不明显。同意流量，因上站含沙量的不同，其输沙率相差很大，出现多来多排，少来少排现象。 演变规律：冲淤变化，汛期主槽冲刷，滩地淤积。非汛期，主槽淤积，滩地坍塌。从长时间看，表现为主槽淤积抬高，而滩地持续抬高。平面变化上，主流摆动不定，主槽位置也摆动，摆幅相当大导致河势变化剧烈！ 第四章床面形态与水流阻力 1、沙波作为河床表面推移质泥沙运动的主要外在表现形式，直接关系到河床的变形，决定河床的阻力。随水流强度的不断变化，沙波有其产生、发展和消亡的过程。 2、沙波的五个发展阶段：沙纹→沙垄→过渡、动平整→沙浪→急滩与深潭 ①沙纹：水流流过平整的河床床面，在水流达到一定强度后，部分沙粒开始运动，此后不久，少量沙粒聚集在床面的某些部位，形成小丘，徐徐向前移动加长，最后连接成为形状及其规则的沙纹。沙纹尺度较小，主要是近壁层流层的不稳定性所产生，与平均水深关系不大。随着水流强度的增大，沙纹在平面上逐渐从顺直过渡到弯曲、再过渡到对称和不对称的沙鳞。 ②沙垄：随着流速的增加，沙纹发展成沙垄，其尺寸与水深有密切关系。在平面外形上，在水流强度逐渐加大的过程中，沙垄将自顺直发展到弯曲，成悬链和新月形。
一、填空题 1.一列简单波浪进入浅水区后，在传播中随水深变化，其波速、波长、波高和波向都将发生变化，但是其波周期则始终保持不变，波浪这一性质为分析它从深水传播到浅水的变化提供方便 2.近岸流包括向岸流、沿岸流和离岸流 3.海岸可分为沙质海岸和淤泥质海岸 4.拜落诺能量输沙型可表示为载沙量和流速的乘积 5.近岸区泥沙运动按方向不同可分为横向运动和沿岸运动 6.沿岸输沙率的波能流法把沿岸输沙和波功率沿岸分量联系起来 7.以破波点为界，把水域分为近岸区和离岸区，近岸去进一步可以分为外滩、前滩、和后滩 8.波浪按形态可以分为规则波和不规则波 9.描述简单波的理论主要有微幅波理论和斯托克斯波理论 10.一直波周期为5s ，其水深波长为38.99米，波速为7.80米/秒 11.波谱)(σS 相当于波能密度相对于组成波频率的分布函数 12.在海岬岬角处，波向线集中，这种现象称为辐聚，在海湾里，波向线分散，称为辐散 13.泥沙连续方程dz ds s s s εω+中，s s ω为沉降率，dz ds s ε-表示紊动扩散引起的向上的泥沙通量，s ε为紊动扩散系数 14.沿岸输沙是波浪和波导沿岸流共同作用引起的纵向泥沙运动，主要发生在破波内，其机理是波浪掀沙和沿岸流输沙 15.辐射应力可定义为波浪运动引起的剩余动量流 16.一般将2L h =作为深水波和有限水深波的界限，将20 L h =作为有限水深波和浅水波的界限 17.描述不规则波系的方法主要有特征波法和谱表示法 18.方向谱是一种二维谱 19.破碎波的类型主要有崩破波、卷破波和激散波 20.在破波带外的浅水区，波高随水深减小而增大，因而辐射应力沿程增大，发生减水现象 21.泥沙活动参数D g u M s m )(ρρρ-=，它表示促使泥沙起动的力和重力引起的稳定力之间的比值 22.沿岸流量最大输沙率在破波线和沿岸流速最大值之间 23.沿岸沙坝和滩肩是沙质海岸的重要特性构造 24.卷破波是形成沿岸沙坝的主要原因 25.海滩的一个重要特性就是它的动态变化特性 名词解释： 1. 波浪增减水：波动水面时均值与静水面偏离值 2. 海滩平衡剖面：在一定条件下，海滩上任一点的泥沙均没有净位移，剖面形状维持不变
海洋科学导论复习提纲 第一章绪论 第一节、海洋科学研究内容 全球海洋总面积约3.6亿平方公里，平均深度约3800米，最大深度11034米。全球海洋的容积约为13.7亿立方公里，占地球总水量的97%以上。如果地球的地壳是一个平坦光滑的球面，那么就会是一个表面被2600多米深的海水所覆盖的“水球”。 地球科学体系是一个独特的、复杂的、交叉科学体系。它包括地理学、地质学、大气科学、海洋科学、水文科学、固体地球物理学。其相关学科有环境科学和测绘科学。 海洋科学是地球科学的重要分支之一。人们根据研究对象不同，通常把它分为：物理海洋学、海洋化学、海洋生物、海洋地质等四大学科。 （一）、研究内容 海洋科学的研究对象是地球表面的海洋，以及溶解或悬浮于海水中的物质，生存于海洋中的生物、海洋底边界、侧边界和上边界。是研究发生在海洋中各种的物理、化学、生物、地质地貌等各种现象和过程的发生，发展和演变规律及它们与环境相互作用、相互影响的规律的一门综合性科学。特点：1、特殊性与复杂性；2、作为一个物理系统，海洋中的三态变化无时不刻不在进行，是其他星球上未发现的。3、海洋作为一个自然系统，具有多层耦合的特点。 研究特点：1、明显依赖于直接观测；2、信息论控制论系统论等方法在研究中越来越显示其作用；3、学科分支细化与相互交叉渗透并重，而综合与整体化研究的趋势日益明显。 物理海洋学： 以物理学的理论、技术和方法研究发生于海洋中的各种物理现象及其变化规律的学科。主要包括物理海洋学、海洋气象学、海洋声学、海洋光学、海洋电磁学、河口海岸带动力学等。主要研究海水的各类运动(如海流、潮汐、波浪、紊流和海水层的微结构等)，海洋中温、盐、密和声、光、电的现象和过程，以及有关海洋观测的各种物理学方法。 海洋化学： 研究海洋各部分的化学组成、物质分布，化学性质和化学过程的学科。 海洋生物学： 研究海洋中一切生命现象和过程及其规律的学科 海洋地质学： 研究海洋的形成和演变，海底地壳构造和形态特征，海底沉积物的形成过程和有关海洋的起源及演化以及海洋地热、地磁场和重力场等。 新兴科学：工程海洋学，遥感海洋学，环境海洋学、军事海洋学和渔业海洋学等 （二）、海洋的特性 2.海水特性： 混合溶液：水、盐分、气体、悬浮有机物、悬浮无机物。 第二节海洋学研究意义 1海洋与人类生存环境关系密切；2.海洋蕴藏着丰富的资源（矿产、化学、生物、动力）3.军事、航运、港工、油气开发； 第三节海洋学研究方法 1.（物理海洋学）常规和遥感观测。 2.实验和数值模拟。 3.理论研讨 第四节海洋学研究发展史 1、早期研究（麦哲伦，库克，郑和、王充、哥伦布、列文虎克、牛顿、贝努力、拉瓦锡、 拉普拉斯）2.海洋科学研究开始（达尔文、1872～1876年，英国“挑战者”号考察被认
海岸动力学 第一章概论 1、海岸带宽度按从海岸线向内陆扩展10km，向外海延伸到-15~-20m水深计算。 2、海岸的类型： 按照岸滩的物质组成可以把海岸分作基岩海岸、沙质海岸、淤泥质海岸和生物海岸等类型。 基岩海岸，特征是：岸线曲折、湾岬相间；岸坡陡峭、滩沙狭窄。此类海岸水深较大，掩蔽较好，基础牢固，可以选作兴建深水泊位的港址。 沙质海岸：岸线平顺，岸滩较窄，坡度较陡，常伴有沿岸沙坝、潮汐通道和泻湖。此类海岸常是发展旅游、渔港的良好场所。 淤泥质海岸：此类海岸岸线平直，一般位于大河河口两侧，岸坡坦缓、潮滩发育好、宽而分带，潮流、波浪作用显著，以潮流作用为主；潮滩冲淤变化频繁，潮沟周期性摆动明显。淤泥质海岸滩涂资源丰富，有利于发展海洋水产养殖、发展海涂圈围成为陆用于发展农业与盐业或畜牧业等其他产业。 生物海岸：包括红树立海岸和珊瑚礁海岸。 海岸的基本概念：海岸是海洋和陆地相互接触和相互作用的地带，包括遭受海浪为主的海水动力作用的广阔范围，即从波浪所能作用到的海底，向陆延至暴风浪所能达到的地带。 外滩：指破波点到低潮线之间的滩地。 离岸区：破波带外侧延伸到大陆架边缘的区域。 淤泥质海岸从陆到海由三部分组成：潮上带，位于平均大潮高潮位以上；潮间带，为平均大潮高潮位到平均大潮低潮位之间的海水活动地带；和潮下带，在平均大潮低潮位向海一侧。 海岸侵蚀：指海水动力的冲击造成海岸线的后退和海滩的下蚀。 引起海岸侵蚀的原因主要有两种：一是由于自然原因：如河流改道或入海泥沙减少、海面上升或地面沉降、海洋动力作用增强等；二是由于为人原因，如拦河坝的建造、滩涂围垦、大量开采海滩沙、珊瑚礁，滥伐红树林，以及不适当的海岸工程设施等。 常见的海岸动力因素主要有：
（0）河流动力学概念:研究冲积河流在自然状态下以及受人工建筑物影响以后河道水流、泥沙运动规律和河床演变规律及其应用的学科。 主要研究内容: 水流结构：研究水流内部运动特征及运动要素的空间分布; 泥沙运动：研究泥沙冲刷、搬运和堆积的机理; 河床演变：研究河流的河床形态、演变规律以及人为干扰引起的再造床过程; 河床变形预测：研究预测水流、泥沙运动及河床冲淤演变的方法. 研究方法: 理论分析, 室内试验,现场观测，数值计算 （1）河道水流的基本特性：河道水流的二相特性；河道水流的三维性；河道水流的不恒定性；河道水流的不均匀性 河道水流的水流结构：主流，副流，环流 二维明渠流速的分布规律：1.直线层，也成粘滞底层，切应力只有粘滞切力，流速按直线分布2.过渡层，粘滞切力与紊动切力同时存在，流动是层流和紊流的过渡区，该层没有统一的流速分布公式，近似按直线层或对数层公式计算3.对数层，切应力主要是紊动切应力，流速按对数分布4外层区.在对数层以上到水面的区间，切力主要是紊动力，流速分布常以缺速公式表示，故也称缺速区。流速分布要受上部边界影响，与边壁糙率也有一定关系。 河道水流阻力分解图：见ppt1 76页 明渠二维流的阻力损失表达方式：见ppt1 77页 （3）按运动状态分，泥沙的运动形式有：（床沙），推移质、悬移质 泥沙交换现象： 推移质泥沙运动特点：间歇性、置换性、速度小、跳跃性、数量少、消耗时均能量 悬移质泥沙运动特点：速度大、悬浮性、置换性、数量多、消耗紊动能 冲泄质：河流挟带的泥沙中粒径较细的部分，且在河床中数量很少或基本不存在的泥沙。 床沙质：河流挟带的泥沙中粒径较粗的部分，且在河床中大量存在的泥沙。 两者主要区别：1.前者是非造床质泥沙，后者是造床质。2.前者粒径较小，后者粒径较大3.前者在水流中的含量不仅取决于水流条件，还与河段上游流域供沙条件有关。 推移质~悬移质与床沙质~冲泄质命名的区别：前者按运动方式分；后者按造床作用、颗粒大小和泥沙来源分。 异重流：两种或两种以上的流体相互接触，而流体间有一定的但是较小的重度（密度）差异，如果其中一种流体沿着交界面的方向流动，在流动过程中不与其它流体发生全局性的掺混现象的运动。 异重流主要特征：（1）异重流的重度差很小，重力作用小，惯性作用大（2）具有翻越障碍以及爬高的能力 （5）泥沙悬浮机理：含沙量具有上稀下浓的沿垂线梯度。 泥沙悬浮扩散理论：基于泥沙颗粒在紊流中随机运动来求解泥沙浓度垂向分布的理论 重力理论：挟带悬移质的水流在运动过程中要消耗能量。所消耗能量分为两部分，一部分用于克服边界的阻力；另一部分用于维持悬移质的悬浮。重力理论的观点认为，悬移质的比重一般比水大得多，要使它在水里不下沉，水流必须对它做功以维持悬浮，即水流必须为此而消耗能量。 推求悬移质含沙量沿垂线分布规律有哪些方法：1.Rouse 公式2. 张瑞瑾公式3重力理论——维利卡诺夫公。. Rouse 方程及其中悬浮指标Z 的意义和如何计算：z a a h a y y h S S ??? ? ??-?-=，*=kU z ω，实际代表了重力作用与紊动扩散作用的相互关系
海岸动力学考试复习大纲 一、考试类型：闭卷 二、考试题型 包括 1、名词解释 2、证明或推导题 3、问答题 4、计算题 三、复习考试时间 十七、十八周 四、期末考试所占分数（60%） 五、考试范围 1、名词解释 小振幅波理论深水波及浅水波、波能流辐射应力有效波高能谱方向谱 波浪守恒波能守恒波浪浅水变形波浪折射 波浪增水减水、边缘波、低频波浪、海岸垂向环流 港湾共振开尔文波潮流椭圆无潮点 载沙量体积输沙率平衡输沙、不平衡输沙 2、证明推导 P61-62页，2.4、2.5、2.7题 1）根据波能守恒推导浅水系数
2）根据有限水深极限波陡的表达式推导浅水波浪破碎的判别指标3）试推导河口潮汐的格林定律 4）证明平直海岸破波带外沿岸流速为0 5）p82, 3-7题。5-5题 3、问答题 2-2题； 1）、试利用小振幅波理论解释水质点运动的特征 2）、有限斯托克斯波的主要特征 3）、试解释动水压力在不同水深（浅水、深水、有限水深）的分布特征 4）、试解释深水波与浅水波的差异（波浪要素、水质点速度及轨迹、压力）？ 5）、何谓波浪破碎？有什么判别准则？波浪破碎的特点是什么？6)、简述辐射应力在碎波带内外的变化规律 7）、简述近岸流方程中各项的意义 8）、简述波浪增减水在碎波带内外的变化规律 9）、简述沿岸流在碎波带内的分布特征 10）、请利用简化的潮波理论，阐述地形、径流对一个喇叭形状的、水深由口外向河口湾顶端逐渐减少的河口湾潮汐的影响 教材4.2~4.4题 5.3 -5.4 题，7-1~7-4题，7-7~7-8题
4、计算题 1）掌握深水、浅水波的判别方法，计算深水波和浅水波的波长、波速 2）计算水质点的最大速度、水质点轨迹直径及近底层最大速度 3）计算波能、波动压力 4）掌握波浪浅水系数、折射系数的计算，计算给定水深的波高，判断波浪是否破碎 5）掌握正向入射波浪辐射应力的计算公式及掌握波浪最大减水公式及增水公式，计算给定波浪的增减水 6）掌握沿岸流的计算，如 若等深线平行，深水波高m H 20=，周期s T 8=，深水波向角 300=α，不考虑海滩坡度的影响，请计算并判断5m 水深处波浪是否破碎？1.0m 水深处呢？计算碎波带内平均沿岸流流速。（如b b m b l u v ααcos sin 7.2=） 7）掌握水流强度参数及希尔兹参数的计算公式，泥沙起动的一种判别方式，并判别给定波浪、水深，其泥沙是否被起动？ 8）均匀平直的海岸等深线，深海入射波高2 m ，周期5 sec ，波浪入射角为?15，碎波线处入射角为?5，试求一日的沿岸输沙量。（()b b b g a y EC Q θθα=cos sin 取 06.0=αa ） 9）综合：从波长~波高~水质点速度、轨迹~泥沙起动（沿岸流、沿岸输沙等）
第一章 1.▲按波浪形态可分为规则波和不规则波。 2.按波浪破碎与否波浪可分为：破碎波，未破碎波和破后波 3.★根据波浪传播海域的水深分类：①h/L=0.5深水波与有限水深波界限②h/L=0.05有限水深波和浅水波的界限，0.5>h/L>0.05为有限水深；h/L≤0.05为浅水波。 4.波浪运动描述方法：欧拉法和拉格朗日法；描述理论：微幅波理论和斯托克斯理论 5.微幅波理论的假设：①假设运动是缓慢的u远小于0，w远小于0②波动的振幅a远小于波长L或水深h，即H或a远小于L和h。 6.(1)基本参数：①空间尺度参数：波高H:波谷底至波峰顶的垂直距离；振幅a:波浪中心至波峰顶的垂直距离；波面η=η(x,t):波面至静水面的垂直位移；波长L:两个相邻波峰顶之间的水平距离；水深h:静水面至海底的垂直距离②时间尺度参数：波周期T：波浪推进一个波长所需的时间；波频率f：单位时间波动次数f=1/T；波速c：波浪传播速度c=L/T (2)复合参数：①波动角(圆)频率σ=2π/T②波数k=2π/L③波陡δ=H/L④相对水深h/L或kh 7.(1)势波运动的控制方程（拉普拉斯方程）： (2)伯努利方程： 8.定解条件（边界条件）：①在海底表面水质点垂直速度为零，②在波面z=η处，应满足两个边界条件：动力边界条件：自由水面水压力为0；运动边界条件：波 面的上升速度与水质点上升速度相同。自由水面运动边界条件：③波 场上、下两端面边界条件：对于简单波动，常认为它在空间和时间上呈周期性。 9.①自由水面的波面曲线：η=cos(kx-σt)*H/2②弥散方程：σ2=gktanh(kh)③弥散方程推得的几个等价关系式：L=tanh(kh)*gT2/(2π),c=tanh(kh)*gT/(2π),c2=tanh(kh)*g/k 10.★弥散（色散）现象：水深给定时，波周期愈长，波长愈长，波速愈大，这样使不同波长的波在传播过程中逐渐分离。这种不同波长（或周期）的波以不同速度进行传播最后导致波的分散现象称为波的弥散（或色散）现象。 11.①深水波时：波长L0=gT2/(2π)；波速c0=gT/(2π)②浅水波时：波长L s=T；波速c s= 12.微幅波水质点的轨迹为一个封闭椭圆，但不是一直为椭圆，在深水情况下，水质点运动轨迹为一个圆，随着质点距水面深度增大，轨迹圆的半径以指数函数形式迅速减小。 13.波浪压力p z=-ρgz+ρgHcosh[k(z+h)]/[2cosh(kh)]，等号右边第1项为静水压力部分，其值始终为正值，第二项为动水压力部分。此公式值在波峰时为最大，波谷时为最小。 14.一个波长范围内，单宽波峰线长度的平均总波能：=E/L=ρgH2/8，单位为J/m2 15.★波能流：波浪传播过程有能量传递，通过单宽波峰线长度的平均能量传递率称波能流。 16.★辐射应力：作用在垂直于底面的单位水柱体四个侧面上的由于动量交换而产生的应力的时均值，单位是N/m。 17.描述波系大小有两种方法：①对波高、周期等进行统计分析，采用有某种统计特征值的波作为代表波的特征波法；②谱表示法。
《河流动力学》复习要点 注意： 1.除下文中明确要求掌握的定义、公式和推导过程外，其他公式不需死记硬背。 2.对于类似于“雷诺数”这样的概念，除需掌握其定义式外，还需掌握其物理含义。 第1章：绪论 要求掌握的定义和原理：河流动力学研究内容；研究方法；与港口航道工程的关系。 第2章：水流的紊动 要求掌握的定义和原理：层流；紊流；雷诺数；紊动应力；粗糙高度K s；应对近壁流层厚度δ、对数流速分布公式(式2-20)、指数流速分布公式(式2-28)、图2-16 较为熟悉（另见P.44）。 （本章以基于理解的了解为主，大部分不需死记硬背） 第3章：泥沙特性 要求掌握的定义和原理：粒径的三种不同定义；粒径频率与级配曲线（含义）的关系；粒径分布特征值的不同定义与计算方法；分选系数（含义）；孔隙率；细颗 粒絮凝现象的表面电化学解释（双电层及絮凝的形成）；密度和容重的不同单位及 适用范围；干容重与水下休止角的概念；泥沙的沉速；沙粒雷诺数Re*定义式； 泥沙不同沉降形式的流态特征；沉速的影响因素。 要求掌握的公式(包括其推导过程和推导过程中涉及的相关公式)： 9圆球Stokes公式； 9圆球紊流区公式； 9圆球过渡区公式（即通式）。 第4章：推移质运动 要求掌握的定义和原理：推移质和悬移质；两者区别及交换；泥沙的起动条件及表达方式；圆球颗粒起动的三种方式；Shields曲线特点；粘性泥沙颗粒起动的特 点。Shields数定义式；泥沙止动条件；泥沙扬动条件；沙波床面形态发展阶段； 床面阻力和河岸阻力；沙粒阻力与沙波阻力；分割水力半径的物理意义；分割能 坡的物理意义。推移质输沙率及单宽推移质输沙率的定义；对于均匀沙的推移质 输沙率，有哪些研究途径，各种研究途径的的基本思路如何。 要求掌握的公式(包括其推导过程和推导过程中涉及的相关公式)： 9无粘性均匀沙泥沙颗粒滑动起动的临界条件表达式； 9无粘性均匀沙泥沙颗粒滚动起动的临界条件表达式； 9对于均匀沙情况，采用不同研究途径建立的推移质输沙率公式中，各表达了何种物理含义。 第5章：悬移质运动 要求掌握的定义和原理：床沙质和冲泻质及其划分；紊动扩散作用；施密特方程； 悬移质含沙量定义；悬浮指标表达式及其数值的含义；Rouse方程假定不足及适用
河流动力学-复习题
泥沙特性 粒径：就是体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。 粒配曲线的特点、参数、作法: 沙样的平均粒径D m 是沙样内各泥沙粒径组的加权平均值。 横坐标D 粒径，纵坐标P 百分数。 作法：将粒配曲线的纵坐标p 按变化情况分成若干组，并在横坐标D 上定出各组泥沙相应的上、下限粒径D max 和D min 以及 各组泥沙在整个沙样中所占的重量百分比p 。 D ∑ ∑ ==??=n i i n i i i m P P D 11 分选系数S 125 75≥=D D o 泥沙中孔隙的容积占沙样总容积的百分比称为孔隙率。 比表面积就是颗粒表面积与体积之比。 颗粒比表面积间接地反映了颗粒受到的物理化学作用与重力作用的相对大小。 颗粒表面离子层及周围的反离子层（吸附层及扩散层）构成颗粒的双电子层。 细颗粒泥沙在一定条件下彼此聚合的过程叫做絮凝。 影响絮凝的因素：粒径、电解质价位、含沙量、含盐量。 取未经扰动的原状沙样，量出它的体积，然后在烘箱内经100-105度的温度烘干后，其重量（或质量）与原状沙样整个体积之比，称为泥沙的干容重或干密度。 单颗粒泥沙在无限大静止清水水体中匀速下沉时的速度称为泥沙的沉降速度。单位cm/s 推移质运动
滑动或滚动的泥沙，在运动中始终保持与床面接触叫做接触质。 在床面附近以跳跃形式前进的泥沙叫做跃移质。 悬浮在水中运动，速度与水流速度基本相同的泥沙叫做悬移质。 河床上静止的泥沙颗粒，随着水流条件的增强，到一定条件时开始运动，这种现象称为泥沙的起动。 床面泥沙由静止状态转变为运动状态的临界水流条件就是泥沙的起动条件。可用流速、拖曳力或功率表示。用水流垂线平均流速来表示叫起动流速。 起动拖曳力是指泥沙处于起动状态的床面剪切力。2 *U hJ o ργτ== 泥沙颗粒由运动状态转变为静止状态的临界垂线平均流速叫止动流速。 U C C KU =,岗卡0.71 窦、沙0.83 扬动流速是床面泥沙由静止直接转入悬移状态的临界垂线平均流速。 沙波形态的四种类型：带状(顺直)沙波、断续蛇曲（弯曲）状沙波、新月形沙波、舌状沙波 沙波运动两现象：一是沙波对床沙的分选作用，二是较粗泥沙运动的间歇性。 沙波表面附近的水流流速是沿程变化的，波峰处流速最大，波谷处流速最小。 床面阻力包括沙粒阻力和沙波阻力。沙粒阻力系床面沙粒阻力的摩阻而引起也称为表面阻力。沙波阻力属形状阻力，使迎水面与背水面产生压力差而引起。 沙粒阻力与沙波阻力就是动床阻力。 一定的水流及床沙组成条件下，河道处于不冲不淤输沙平衡状态时，单位时间内通过过水断面的推移质数量，称为推移质输沙率，以G b 表示。 推移质输沙率分五类：以流速为主要参变数、以拖曳力为主要参变数、根据能量平衡观点、从统计法则考虑以及按沙波运行规律来分析。
海岸动力学复习要点 第二章波浪理论的复习要点 1、名词解释 波能流、深水波、浅水波、波浪频散关系、波群、驻波、波动压力、有效波高、波浪能谱、 波浪方向谱 2、证明推导 12(1)证明线性波单位水柱体内平均动能和势能都为(10分) gH,16 (2)P61 2-4\2-7 3、计算题 1)、深海入射波高2 m，周期8 s，海底泥沙粒径D=0.2mm，计算水深h=30米、h=5m处的 波长、波速及水质点近底层最大速度及轨迹直径。 2-12题 2-11题 2-17题 3、简答题 1)、试利用小振幅波理论解释水质点运动的特征 2)、有限斯托克斯波的主要特征 3)、试解释动水压力在不同水深(浅水、深水、有限水深)的分布特征 第三章波浪的传播和破碎的复习要点 1、名词解释 波浪守恒、波能守恒、波浪折射、破波带 2、证明推导题
1)、证明，若岸滩具有平直且相互平行的等深线时，该岸滩任一点(水深为h)的折射 coscos,,00k,,系数为 rcos，，khcosarcsinsintanh(),，，,i0，， c02)、推导浅水变形系数 k,s2cnii 3、简答题 1)、水深(地形)对波浪传播的影响表现在哪些方面,请结合小振幅波理论阐述地形(水深)要素是怎样影响的, 2)、请简述水流运动(如潮流运动)对波浪传播的影响 3)、3-1题、3-2题 4、计算题 1)、均匀平直的海岸，等深线平行，深海入射波高2 m，周期10 sec， (1) 若波浪垂直入射海岸，计算水深5.0米处的波高，判断该处波浪是否破碎, (2)若波浪斜向入射，入射角为15:，碎波线处入射角为5:，计算破波波高及破波水深。 2)3-3题 3)3-4题、3-9题、3-10题 近岸波浪流复习要点 1、名词解释 辐射应力、波浪增水、波浪减水、沿岸流 2、证明推导 1,,,H1) 证明碎波带外波浪作用下发生减水现象，碎波点减水最大， bb120,,H2) 证明碎波带内、岸线位置增水最大 maxb43) 根据线性波理论，证明碎波带外沿岸流为0 ,,,5tg4) 证明，不考虑侧向混合的影响，碎波带内的平均沿岸流为 V,usin,lmbb16Cf 3、思考题 1) 简述辐射应力在浅水区和碎波带的变化规律 2) 波浪增减水是如何发生的,
第一章绪论 考核内容为学科的发展概况、课程的内容及学习任务。 1、了解河流动力学发展的历史；认识水流～泥沙～水电工程可持续发展间的相互关系。 2、了解水流运动与泥沙运动的重要性； 3、理解课程的任务与特点； 4、了解课程的主要内容。 考核知识点： 1、河流动力学的任务 2、水流～泥沙～水电工程可持续发展间的相互关系 3、河流动力学的研究方法及特点 第二章河流动力学基本概念 考核内容为河流动力学基本概念 1. 河道水流的基本特性:二相性、非恒定性、三维性、非均匀性 2. 水沙运动的不平衡性 3. 河道水流的水流结构及阻力损失 考核知识点： 1、河道水流的基本特性 2、河道水流的水流结构及阻力损失 第三章泥沙特性 考核内容为泥沙的分类、泥沙的来源、泥沙的几何特性及泥沙的重力特性。 1. 泥沙的分类 2. 泥沙几何特性：粒径，级配曲线，特征值 3. 泥沙的重力特性：含沙量、浑水容重 考核知识点： 1、泥沙的分类 2、泥沙的几何特性及重力特性。 第四章泥沙的沉速 考核内容为泥沙沉速的定义、沉降过程中的三种状态、沉速公式、影响沉速的主要因素、泥沙沉速的测定。 考核知识点： 1、泥沙沉速的定义、沉速公式 2、影响沉速的主要因素、泥沙沉速的测定。 第五章泥沙的起动 考核内容为泥沙起动的物理机理，泥沙起动的物理现象及受力分析。 考核知识点： 1、均匀沙起动条件：力的表达式，散体及粘性泥沙的统一起动流速公式， 2、散体泥沙的起动拖曳力公式，止动与扬动流速。 第六章沙波运动与动床阻力 考核内容为沙波运动规律与动床阻力计算。 1. 沙波形态与运动状态，沙坡的发展过程及形成机理，床面形态判别标准，沙波尺度及其运行速度,推求推移质输沙率，沙波运动对河流的影响。 2. 动床阻力：河床与河岸阻力划分，沙粒与沙波阻力的划分，动床阻力的计算。 考核知识点： 1. 沙坡的发展过程及形成机理，床面形态判别标准，沙波运动对河流的影响。
第一章 1．1 建立简单波浪理论时，一般作了哪些假设？ 1．2 试写出波浪运动基本方程和定解条件，并说明其意义。 1．3 试写出微幅波理论的基本方程和定解条件，并说明其意义及求解方法。 1．4 线性波的势函数为 ()[]()()t kx kh z h k gh σσφ-+= sin cosh cosh 2 证明上式也可写为 ()[]()()t kx kh z h k Hc σφ-+=sin sinh cosh 2 1．5 由线性波的势函数证明水质点轨迹速度 ()[]()()t kx kh z h k T H u σπ-+= cos sinh cosh ()[]()() t kx kh z h k T H σπω-+= sin sinh sinh 并绘出相位()t kx σ-=0~2π时自由表面处的质点轨迹速度变化曲线以及相位等于0，π/2，π，3π/2和2π时质点轨迹速度沿水深分布。 1．6 试根据弥散方程，编制一已知周期T 和水深h 计算波长、波数和波速的程序，并计算出T =9s ，h 分别为25m 和15m 处的波长和波速。 1．7 证明只有水深无限深时，水质点运动轨迹才是圆。 1．8 证明线性波单位水柱体内的平均势能和动能为2 161gH ρ。 1．9 在水深为20m 处，波高H =1m ，周期T =5s ，用线性波理论计算深度z =–2m 、–5m 、–10m 处水质点轨迹直径。 1．10 在水深为10m 处，波高H =1m ，周期T =6s ，用线性波理论计算深度z =–2m 、–5m 、–10m 处水质点轨迹直径。 1．1在某水深处的海底设置压力式波高仪，测得周期T =5s ，最大压力2max /85250m N p =(包括静水压力，但不包括大气压力)，最小压力2min /76250m N p =，问当地水深、波高是多少? 1．12 若波浪由深水正向传到岸边，深水波高m H 20=，周期s T 10=，问传到lkm 长的海岸上的波浪能量(以功率计)有多少？设波浪在传播中不损失能量。 1．13 在水深为5m 处，波高m H 1=，周期s T 8=，试绘出二阶斯托克斯波与线性波
1、河流系统与人类活动 1.1 1)动态系统、封闭系统、开放系统的概念； 2)平衡状态和亚平衡状态，及其判别方法； 3)水文系统的七个子系统的名称和含义； 1.2 1)在地质学、地貌学和实际工程中考虑泥沙问题时，所采用的时间尺度和空间尺度； 2)河流自然功能的五个方面； 2、泥沙颗粒的基本特性 2.1 1)河流中，粗、细颗粒泥沙的来源； 2)风化作用、物理风化、化学风化的概念；化学风化的三个阶段和产物； 3)土壤的特点和来源；黄土的特点； 2.2 1)三种泥沙颗粒粒径的定义方法和适用对象； 2)圆度和球度的定义方法；二者分别侧重描述颗粒的那种特征；二者在河流中的变化规律； 3)密度、容重（公斤力的概念）、相对密度的概念和相互关系； 2.3 1)泥沙颗粒级配曲线（累计频率曲线）的概念和绘制方法； 2)中值粒径、算数平均粒径和几何平均粒径的含义和计算方法； 3)干容重的概念；干容重与粒径、埋深和淤积历时等因素的关系； 4)水下休止角的概念和相关的影响因素； 5)黏粒、胶粒双电层结构的概念和形成过程，以及两者的区别；表面电位和电动电位形成的原因和影响因素； 2.4 1)在不同流态条件下，圆球扰流阻力系数（随Re变化）的变化特点； 2)概念性掌握，在不同流态条件下，圆球沉速计算公式是如何得到的； 3)如何理解沉速测量方法的不同，对于粒径的反算结果影响很大； 4)了解影响颗粒群体沉速的因素；
1)浑水容重、重量含沙量和体积比含沙量的概念，及相互关系； 2)三种典型的流型的含义；表观粘度的含义； 3)推移质、悬移质的概念，及其对水流能量消耗方面的特点； 4)床沙质和冲泻质的概念，及其区别两者的经验方法； 3、床面形态与水流阻力 3.1 1)急流、缓流、临界流的划分依据，以及所表达的含义； 2)动床床面形态的分类； 3.2 1)床面剪切应力、Shields数、沙粒剪切雷诺数、Froude数的定义方法；以及它们在不同水流能态下的重要性； 3.3 1)动床床面河流阻力的分类； 2)使用不同的公式计算明渠均匀流断面平均流速； 3.4 1)了解Einstein综合糙率的计算方法； 3.5 1)床面糙率随水流能态的变化规律； 2)沙粒阻力和沙波阻力的含义； 3)理解流速、底坡、沙粒水力半径、沙波水力半径和断面形态之间的关系，掌握相关计算的方法； 4、泥沙的起动与推移运动 4.1 1)泥沙启动具有随机性的原因； 4.2 2)无黏性单颗粒在水平床面上的临界滑动平衡条件；为什么该平衡式可以转化为临界Shields数和剪切雷诺数的关系？ 3)利用Shields曲线：（已知水流条件τ或*U，及γ和D）判断泥沙颗粒是否已经启动；（已知γ和D）确定临界水流条件τ或*U； 4)无黏性单颗粒在斜坡上的临界滑动平衡条件；稳定渠道断面的含义； 5)依据对数和指数流速分布，得到的明渠临界启动平均流速公式的推导依据（颗粒临界启动平衡条件和实验参数率定）；使用两类公式在给 定条件下计算临界启动平均流速； 6)了解依据Shield曲线和所得的；沙莫夫公式的推导方法；
第一章 波浪理论 1.1 建立简单波浪理论时，一般作了哪些假设? 【答】：（1）流体是均质和不可压缩的，密度ρ为一常数； （2）流体是无粘性的理想流体； （3）自由水面的压力均匀且为常数； （4）水流运动是无旋的； （5）海底水平且不透水； （6）作用于流体上的质量力仅为重力，表面张力和柯氏力可忽略不计； （7）波浪属于平面运动，即在xz 水平面内运动。 1.2 试写出波浪运动基本方程和定解条件，并说明其意义。 【答】：波浪运动基本方程是Laplace 方程：02222=??+??z x φ φ或写作：02=?φ。该方程属 二元二阶偏微分方程，它有无穷多解。为了求得定解，需有包括初始条件和边界条件的定解条件： 初始条件：因波浪的自由波动是一种有规则的周期性运动，初始条件可不考虑。 边界条件： （1）在海底表面，水质点垂直速度应为0，即 =-=h z w 或写为在z=-h 处， 0=??z φ （2）在波面z=η处，应满足两个边界条件，一是动力边界条件、二是运动边界条件 A 、动力边界条件 0212 2=+??? ???????? ????+??? ????+??==ηφφφ η η g z x t z z 由于含有对流惯性项??? ? ??????? ????+??? ????2221z x φφ，所以该边界条件是非线性的。
B 、运动边界条件，在z=η处 0=??-????+??z x x t φφηη。该边界条件也是非线性的。 （3）波场上下两端面边界条件 ),(),,(z ct x t z x -=φφ 其中c 为波速，x -ct 表示波浪沿x 正向推进。 1.3 试写出微幅波理论的基本方程和定解条件，并说明其意义及求解方法。 【答】：微幅波理论的基本方程为：02=?φ 定解条件：z=-h 处， 0=??z φ z=0处， 022=??+??z g t φ φ z=0处，?? ? ????-=t g φη1 求解方法：分离变量法 1.4 线性波的势函数为()[]() ()t kx kh z h k gH σσφ-?+?= sin cosh cosh 2， 证明上式也可写成()[]() ()t kx kh z h k Hc σφ-?+?= sin sinh cosh 2 【证明】： 由弥散方程：()kh gk tanh 2?=σ以及波动角频率σ和k 波数定义: T πσ2= , L k π 2= 可得：()kh L g T tanh 22π πσ?=? ， 即 ()()kh kh L T g cosh sinh ? ?=σ 由波速c 的定义：T L c = 故：()()c kh g kh sinh cosh ?=?σ 将上式代入波势函数： ()[]() ()t kx kh z h k gH σσφ-?+?= sin cosh cosh 2 得： ()[]() ()t kx kh z h k Hc σφ-?+?= sin sinh cosh 2 即证。
目录 试验1：波浪数据采集及波高统计试验 一、…………………………………………………………试验目的 二、…………………………………………………………试验要求 三、…………………………………………………………试验过程 四、…………………………………………………………数据处理 五、…………………………………………………………结果分析 六、…………………………………………………试验结论与感悟试验2：波压力量测试验 一、…………………………………………………………试验目的 二、…………………………………………………………试验要求 三、……………………………………………………试验水文要素 四、…………………………………………………………试验仪器 五、…………………………………………………………试验过程 六、…………………………………………………………数据处理 七、…………………………………………………………结果分析 八、…………………………………………………试验结论与感悟
试验一：波浪数据采集及波高统计试验 一、试验目的 了解波浪中规则波及不规则波的区别，波浪模型试验的一般方法，规则波波高、周期、不规则波波高的统计方法。 二、试验要求 1、规则波及不规则波的测量与特征值的统计。 2、明确实验目的。掌握实验原理。掌握基本仪器的使用，包括波浪数据采集系统和水槽造波机的使用方法。通过自己设计出不同波长、波高的规则及不规则波，参与造波及数据采集的全过程，了解波浪物理模型试验的最基本方法。正确处理实验数据，能通过处理采样数据文件统计各种累积频率波高，发现规律，得出实验结论。分析实验误差，提出减少误差的方法，分析误差的范围。 3、编写实验报告，要求报告能准确反映实验目的、方法、过程和结论。 三、试验过程 试验中共设置四根波高传感器，四个同学为一组，每人采用其中一根传感器的数据计算波高，规则波采样时间为20s，不规则波采样时间为80s左右。 规则波试验结果主要统计平均波高。波峰减波谷即为波高，将采集到的所有波高进行算术平均，得到规则波的平均波高。不规则波试验结果主要统计有效波高。波峰减波谷即为波高，将采集到的所有波高进行排序，取前1/3大波进行算术平均，得到不规则波的有效波高。 四、数据处理 本次实验使用fortran90语言编写计算程序，对数据进行处理。 1、规则波 （1）程序编写