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海岸动力学复习要点

《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≥浅水波时h/L≤（其中h为水

深，L为波长）

2、谐振波波面表达式：波面表示为??acos(kx??t)，则波长为L?2?k，

则波周期为T?2?，波速为c??k，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?2??0；

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?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?2?gktanh(kh),弥散方程等价关系

式c?gTtanhkh(,)2?

gT2

L?tanh(kh)。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2?

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(kh)kh???1,水

深h

大于波长L的一半，或说kh＞π时，可认为已

gT2

于深水情况。这时，波浪弥散方程可以化简为??gk，即L0?2?2，

c0?gT

2?，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，kh?0，tanh(kh)?kh，kh＜π/10或h＜L/20

时，属于浅水，弥散方程简化为?2?gk2h，

即Ls?

cs?。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