一种孤立波作用下的沙质海滩平衡剖面预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于概率分析的海滩平衡剖面预测方法，属于海岸演变分析领域，本发明专利技术将海滩平衡剖面以破波线为界划分为破波带内平衡剖面与破波带外平衡剖面，将实际观测中孤立波高、破波点的位置（波浪破碎点距滩肩起始处的距离）与岸滩的起始坡度作为已知量，以岸滩平衡剖面曲线作为目标函数，结合波浪能量沿程均匀耗散假设、孤立波传播破碎原理，以泥沙输移质量守恒、泥沙堆积概率分析等约束条件，建立孤立波作用下海滩平衡剖面数学模型。本发明专利技术方法具有概念明确、计算精度高等特点，可应用于海啸波作用后的海滩的治理与防护。

A method for predicting the equilibrium profile of sandy beaches under the action of solitary waves

The invention discloses a prediction method of beach equilibrium section based on probability analysis, which belongs to the field of coastal evolution analysis. The beach equilibrium section is divided into equilibrium section within breaking zone and equilibrium section outside breaking zone by breaking wave line, and the position of solitary wave height and breaking point (breaking point of wave away from beach) in actual observation is divided. Based on the assumption of uniform dissipation of wave energy and the principle of propagation and breakage of solitary waves, the beach equilibrium under the action of solitary waves is established under the constraints of conservation of sediment transport mass and probability analysis of sediment accumulation. Section mathematical model. The method of the invention has the characteristics of clear concept and high calculation precision, and can be applied to the control and protection of beaches after the action of tsunami waves.

【技术实现步骤摘要】
一种孤立波作用下的沙质海滩平衡剖面预测方法
本专利技术涉及孤立波作用下海滩平衡剖面预测方法，特别涉及一种基于概率分析的预测方法，属于海岸演变分析领域。
技术介绍
海滩是大自然赋予人类的珍贵的自然资源，其宜人的景致能够作为人们的休闲旅游场所而产生经济效益，其特殊的地理位置能够阻隔海浪对陆地建筑、农田和道路的冲击，保护人类的生存空间。但是随着人类对自然资源的过度开发和极端气候的频繁出现，海洋动力与岸滩泥沙输移之间的动态平衡被打破，造成了岸滩宽度变窄，坡度变陡，沙质粗化等一系列的侵蚀问题。海岸生态的逐渐恶化使得越来越多的人开始关注海岸侵蚀问题，也引发了水利和海洋研究工作者的广泛关注，对沙质海滩侵蚀机理和岸滩平衡剖面做出正确预测成为了海岸工程领域广泛关注的研究热点，具有非常重要的理论意义和实用价值。海啸是众多海滩侵蚀要素中能量最为集中，破坏力最为巨大的一种灾害，可以在短时间之内迅速对沙滩、船舶以及沿海建筑物造成永久性的破坏。海啸的波形、传播特性、水体质点的运动方式与孤立波极为相似，在现有的国内外实验室研究中全部通过研究孤立波的特性间接地研究海啸。因此正确预测孤立波作用下的海滩平衡剖面的方程对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种孤立波作用下的沙质海滩平衡剖面预测方法，其特征在于：基于中立线假说，将海滩剖面划分为破波带内与破波带外，在破波带内，基于波浪能量沿程均匀耗散假设，在破波带外，基于孤立波理论、泥沙堆积概率分析引入冲淤系数、形状系数等参量，以海滩剖面曲线作为目标函数，结合泥沙输移质量守恒方程、沙坝最大坡陡等约束条件，建立孤立波作用下海滩平衡剖面数学模型。

【技术特征摘要】
1.一种孤立波作用下的沙质海滩平衡剖面预测方法，其特征在于：基于中立线假说，将海滩剖面划分为破波带内与破波带外，在破波带内，基于波浪能量沿程均匀耗散假设，在破波带外，基于孤立波理论、泥沙堆积概率分析引入冲淤系数、形状系数等参量，以海滩剖面曲线作为目标函数，结合泥沙输移质量守恒方程、沙坝最大坡陡等约束条件，建立孤立波作用下海滩平衡剖面数学模型。2.根据权利要求书1所述孤立波作用下的沙质海滩平衡剖面预测方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）确定平衡剖面的计算参数根据海滩剖面的实际情况，确定计算参数为：波浪作用前初始坡度θ、破碎点位置xb、破碎点水深hb、冲淤系数ψ、沙坝坡陡系数σ；（2）将海滩剖面分为两部分将海滩剖面以波浪破碎点为界分为两部分，波浪破碎点至岸线部分为破波带内，波浪破碎点至深海部分为破波带外；（3）建立孤立波作用下海滩平衡剖面数学模型目标函数为海滩平衡剖面曲线f(x,h)=0，以孤立波理论、破波带内波浪能量沿程均匀耗散为假设，目标函数必经过波浪破碎点为控制条件，建立破波带内剖面模型；通过破波带外泥沙堆积概率分析，控制条件为泥沙输移质量守恒方程、沙坝坡陡，建立破波带外剖面模型：建立破波带内剖面模型建立如图1所示坐标系（x,h），以孤立波理论、波浪破碎能量均匀耗散假定、目标函数必经过波浪破...

【专利技术属性】
技术研发人员：于乾，何昆，拾兵，霍俊波，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37