借助波浪水槽斷面模型試驗,開展了不同設(shè)計水位下的單排三角錐透空圓孔礁壩對波浪的消減作用及對砂質(zhì)岸灘地形演變和底層水質(zhì)點運(yùn)動軌跡影響的研究。由試驗資料分析可知:人工礁壩對波高消減、波面形態(tài)及波浪爬高有較大影響;人工礁壩會削弱掩護(hù)區(qū)的水動力強(qiáng)度,減弱波浪挾沙能力,促使超飽和懸沙在礁后落淤,且通過對水質(zhì)點水平運(yùn)動離岸流速的阻減,防止底層泥沙產(chǎn)生離岸虧損。本試驗研究在一定程度上揭示了人工礁壩的消浪阻流特征及砂質(zhì)岸灘地形的響應(yīng)規(guī)律,可為人工礁壩在砂質(zhì)海灘防護(hù)中的應(yīng)用提供依據(jù)。 

【文章來源】：水利水運(yùn)工程學(xué)報. 2020,(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

礁壩位置對岸灘地形的影響

試驗在長30.0 m、寬0.60 m、深0.80 m的不規(guī)則波水槽中進(jìn)行。水槽一端為低慣量直流式電機(jī)不規(guī)則造波機(jī)，另一端為消能設(shè)施。試驗布置情況及單個礁體尺寸（原型）如圖1所示。波高測量采用電阻式浪高儀，流速測量采用聲學(xué)多普勒流速儀（設(shè)于3號波高儀斷面處），地形測量用全站型電子測距儀。為防止魚礁沖刷沉陷，在工程實踐中需在礁體底部安裝防護(hù)墊，并安裝固定栓防止滑移[5]。試驗開始之前需在現(xiàn)狀海底地形狀況下進(jìn)行波要素率定，按照實測波要素，以JONSWAP風(fēng)浪譜為靶譜模擬造波，用浪高儀采集記錄波浪數(shù)據(jù)，進(jìn)行譜分析，與靶譜對照，調(diào)整造波機(jī)推程和運(yùn)動頻率，直至試驗波要素滿足靶譜要求。原型波入射要素如表1所列。試驗過程中，由于不規(guī)則波的不穩(wěn)定性，每組工況測試波波數(shù)約700個，重復(fù)進(jìn)行3次取其平均值作為實測數(shù)據(jù)，出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時檢查儀器，并重新進(jìn)行試驗，以確保試驗數(shù)據(jù)真實可靠。

試驗通過改變?nèi)清F透空圓孔礁壩距離參考點的位置，測得礁壩在不規(guī)則波作用下的波高數(shù)據(jù)，進(jìn)而求得相應(yīng)的透射系數(shù)。由于不規(guī)則波的不穩(wěn)定性，每組工況進(jìn)行3次造波試驗，取3次數(shù)據(jù)的平均值計算礁壩的透射系數(shù)。相對位置用礁壩到參考點（零高程點）的距離和入射波長的比值表示，得到如圖2(a)和(b)所示的有效波高透射系數(shù)與相對位置的關(guān)系。從圖2(a)和(b)中可以看出，礁壩在3種不同水深情況下，25年重現(xiàn)期和50年重現(xiàn)期的有效波高透射系數(shù)與相對位置的關(guān)系均為明顯的漏斗型曲線，在礁壩距參考點0.75L(L為入射波長）處有效波高透射系數(shù)最小，消波效果比較理想。礁壩擺放位置大于1.5H(H為入射波高）時，會出現(xiàn)有效波高透射系數(shù)大于有效波高自然衰減系數(shù)（即無礁壩時的衰減系數(shù)）的情況，說明此時礁壩的布置位置會使波能匯聚進(jìn)而加速岸灘的沖刷，在實際工程中應(yīng)避免此類情況出現(xiàn)。最大波高透射系數(shù)與相對位置的關(guān)系如圖2(c)和(d)�？梢�，25年和50年重現(xiàn)期設(shè)計低水位及設(shè)計高水位時，最大波高透射系數(shù)在礁壩距參考點0.75L(L為入射波長）時達(dá)到最小值，但在極端水位時，透射系數(shù)的變化趨于水平直線且接近1，此時礁壩的防護(hù)作用相對較弱；2種重現(xiàn)期、3種水位的最大波高和有效波高透射系數(shù)規(guī)律保持一致，礁壩距參考點0.75L時，其消波效果最好，距參考點(1.50～2.00)L的位置是非線性部分駐波的波腹位置，礁壩位于此處防護(hù)效果最差。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同護(hù)面形式對潛堤透射系數(shù)的影響[J]. 趙涵,王震,王登婷,孫天霆,劉清君.  水運(yùn)工程. 2018(10)
[2]潛堤透浪系數(shù)的試驗研究[J]. 馮衛(wèi)兵,王明明,崔川川.  水運(yùn)工程. 2012(09)
[3]單排方形多孔魚礁保灘促淤的試驗研究[J]. 吳建,拾兵,范菲菲,陳舉,那婧.  水利水運(yùn)工程學(xué)報. 2011(03)
[4]多孔方形魚礁對水動力環(huán)境影響的試驗研究[J]. 吳建,拾兵,楊立鵬,陳舉,孫秀峰.  海洋湖沼通報. 2011(02)
[5]混凝土人工魚礁選型的初步分析[J]. 王磊,唐衍力,黃洪亮,姜昭陽,李靈智.  海洋漁業(yè). 2009(03)
[6]波浪通過斜坡上潛堤的波能演化實驗研究[J]. 陳杰,蔣昌波,鄧斌,隆院男.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2009(04)
[7]不同結(jié)構(gòu)離岸式潛堤消浪效果試驗研究[J]. 陳兆林.  海岸工程. 2005(02)
[8]潮流和波浪的挾沙能力[J]. 竇國仁,董風(fēng)舞,XibingDou.  科學(xué)通報. 1995(05)
[9]波浪作用下拋石堤的穩(wěn)定性及消浪特性[J]. 楊正已,賀輝華,潘少華.  水利水運(yùn)科學(xué)研究. 1981(03)

碩士論文
[1]波浪在潛堤上傳播變形的試驗與數(shù)值研究[D]. 王俊.中國海洋大學(xué) 2014



本文編號：3615893