《人工水下沙壩與波浪的相互作用機制與規律研究》是依託河海大學，由潘毅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：人工水下沙壩與波浪的相互作用機制與規律研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：潘毅
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在砂質海岸上，海岸侵蝕是一種普遍存在的自然現象。人工養灘作為一種環境友好的有效保護海灘的方法，在世界範圍內得到了廣泛套用。近年來，人工水下沙壩作為一種親近自然的工法在人工養灘工程中被採用，起到削減波能和養護海灘的作用。與傳統的離岸潛堤不同，人工水下沙壩的剖面形狀會在波浪的作用下發生改變，隨之帶來削減波能和養護海灘效果的變化，對這種變化規律的研究和了解對人工養灘效果長期預測的準確性有重要的意義。本申請以人工水下沙壩與波浪的相互作用為研究對象，探討人工水下沙壩的剖面形狀對波浪作用的回響機制和規律，並對其波浪透射係數做出定量化的預測。根據研究對象的自身特點以及眾多的影響因素，設計了水槽實驗-SPH數值模擬-規律和量綱分析的技術路線，研究對象和研究方法均具有創新性。預期成果在理論上可豐富海岸地貌動力學和一線理論數值模型的理論，在技術上為人工養灘中人工水下沙壩的套用提供理論依據和技術支撐。
結題摘要
在砂質海岸上，海岸侵蝕是一種普遍存在的自然現象。人工養灘作為一種環境友好的有效保護海灘的方法，在世界範圍內得到了廣泛套用。近年來，人工水下沙壩作為一種親近自然的工法在人工養灘工程中被採用，起到削減波能和養護海灘的作用。與傳統的離岸潛堤不同，人工水下沙壩的剖面形狀會在波浪的作用下發生改變，隨之帶來削減波能和養護海灘效果的變化，對這種變化規律的研究和了解對人工養灘效果長期預測的準確性有重要的意義。我國黃渤海沿岸有大量的優質旅遊海灘，而受到寬闊的大陸架影響，這些海灘的明顯特徵是波浪和潮汐作用較小，被稱作低能海灘。因此，本研究圍繞低能海灘人工水下沙壩與波浪的相互作用，開展了現場觀測及數據分析、水槽試驗及結果分析、長短期演變數值模擬、新型養灘模式的論證四個方面的研究工作。取得了自人工水下沙壩以來為期4年的剖面演變現場觀測資料，分析得到了低能沙質海灘上人工水下沙壩的幾個主要長期演變趨勢，建立了有人工水下沙壩的低能沙質海灘平衡剖面模式；提出了適用於複雜物理過程比尺推導的局部擬合法，推導得到了適合低能沙質海灘波浪動床模型的比尺關係，通過物理實驗得到了不同波高、周期的規則波和不規則波對人工水下沙壩演變的影響，提出了人工水下沙壩波浪透射係數的經驗計算方法；使用光滑粒子法實現了波浪與人工水下沙壩相互作用的數值模擬，預測了人工水下沙壩的演變趨勢，使用大範圍波流數值模型復演了實際工程下人工水下沙壩的演變過程，探討了實際工程下人工水下沙壩的演化歸宿；項目關於人工水下沙壩的研究內容納入岬灣砂質旅遊海灘生態修復模式，套用於我國秦皇島市多個海灘養護工程的設計與後效評估。研究成果上聚焦在低能沙質海岸波浪與人工水下沙壩的相互作用，在理論加深了波浪對於向岸——離岸輸砂作用影響的認識，在技術上為人工養灘中人工水下沙壩的套用提供理論依據和技術支撐。
