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河海大学海岸动力学Homework(6)

Homework(6)

1.Make some calculations to evaluate the possibility that long-period but

low-amplitude forerunner (T=20sec) might be used to predict the imminent arrival of short-period (T=10 to 15sec) waves of large heights. For example, how much warning time will the forerunners give if the storm distance is 2000km?

312123122131

31.2/,15.6/,23.4/2226410317.81,21368 5.93gT gT gT c m s c m s c m s L L L L t s h t s h c c c c πππ======?=-==?=-== The warning time is from 5.93h to 17.81h.

2.A wave of 2m height in deep water approaches shore with straight and parallel contours at a 30° angle and has a wave period of 15s. In water of 8m, what is the direction of the wave and what is its wave height?

In water of 8m ：

115,2,8,132.822120.0473,8.855/,10.9552sinh 2T s H m h m L m L kh k m c m s n L T kh π-===≈=??=====+=????

deep water ：

0023.41/2gT c m s π

00sin sin ,10.9, 2.21i H H m c c ααα==?==

波浪要素与流场测量实验指导

波浪要素与流场测量实验指导波浪要素的测量一、试验时间：二、实验地点：长沙理工大学水利实验中心实验大厅三、实验人员：四、实验仪器设备：水槽、造波机、防波堤模型、浪高仪、数据采集仪、秒表、米尺、照相机。五、实验要求： 1、了解认知风浪槽结构，如图一所示，实验风浪水槽为40m（长）X 1m（高）X0.8m（宽），实际有效长度为37m。图一实验布置图 2、了解掌握风浪槽各个结构作用及操作流程造波机：造波机在风浪的最前端，是制造波况的主要设备。按照设计要求可以制造规则波、椭圆波、不规则波、破碎波、孤立波、聚焦波。波况参数设置有：周期、波高、水深等等参数。操作流程：严格按照造波机的开关机程序说明来执行。效能网：在离造波机最远的地方，作用是减少多次反射。

3、了解测量仪器和采集仪器，并熟悉数据测量和采集浪高仪：浪高仪为加拿大Richard Branker Research 公司生产的WG—50型。测量每个时刻波高的变化趋势：波高和周期。采集系统：采集系统是武汉优泰软件有限公司生产的utelk采集系统T3232f以及北京东方振动和噪声研究所制造的INV306智能信号分析系统。数据采集：浪高仪根据生产厂商的率定，导线与电源盒需要一一的对应连接，并且检查信号通信质量。浪高仪信号经过utelk采集系统转化为软件所能认识的信号，在电脑端进行采集。utelk采集系统设定根据实验数据需要进行设定，主要设定参数有：时间函数、通道标识、采集通道数、设备，描述、报警值、细化、频谱参数、分析频率、平均与谱线数、工程单位、校正因子、采集控制、频响函数、抗混滤波、程控放大、触发参数等等。 4、数据分析熟练掌握实验所测电压值转化为工程值方法及步骤（浪高已经经过率定：20mv电压值对应1mm水深工程值），提高对数据的真伪判别能力。学会根据两点法分离计算入射波与反射波波高。两点分离法的理论基础：见附页。为了简捷，选择吴宋仁教授主编的《海岸动力学》p51方法。假设反射波是稳定，由于反射波具有和入射波相同的波长和周期，故在离模型x=n*L/2,n=0,1,2,3……,处出现最大波高Hmax=Hi+Hrf，在x=（2n-1）*L/4处出现最小波高：Hmin=Hi-Hrf。其中Hi为入射波，Hrf为反射波，反射系数为 Krf=Hrf/Hi。根据计算转化的工程值，图表及文字分析水力要素随波况变化的趋势，主要是反射系数随波高、波周期、波长、水深等要素的变化趋势。 5、上交实验报告及数据分析结果。 6、培养动手能力，提高对实验的兴趣。

海岸动力学内容汇总

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：

河海大学海岸动力学第五次作业答案

Homework (5) Standing waves often occur when incoming waves are completely reflected by vertical wall. At which phase would the wall be located ? 解：设正向波波形函数为：)cos(1 t kx a ση?= 势函数为：()t kx kh h z k ga σσφ?+=sin cosh )(cosh 1 反向波波形函数为：)cos(2 t kx a ση+= 势函数为：)sin(cosh )(cosh 2t kx kh h z k ga σσφ++?= 则两个波叠加后有 t kx a σηηηcos cos 22 1=+= 势函数为：t kx kh h z k ga σσφφφsin cos cosh )(cosh 221+? =+= 从而可以得到：t kx kh h z k a x u σσφsin sin cosh )(cosh 2+=??= 由于在防波堤（墙）的表面垂向速度必须为零,从而防波堤的位置在波腹处，由u 的表达式有 0sin =kx ? πn kx =即k n x π= （K ,4,3,2,1,0=n ）. As far as the water surface ,the particle velocity and the particle orbit are concerned,what are the differences between linear waves and second order Stokes waves ? 解：（1）波形不同：二阶Stokes 波的波峰相比微幅波抬高，变尖变陡；波谷相比微幅波也抬高，变得平坦；波峰波谷不再关于静水面对称。（2）速度不同：二阶Stokes 波的水平速度在一周期内不对称。波峰时，水平速度增加而历时变小；波谷时，水平速度变小而历时边长；随水深变浅现象尤为明显。（3）水质点轨迹不同：二阶Stokes 波的水质点轨迹不封闭，水质点运动一个周期后有一个净水平位移；而微幅波的水质点运动轨迹封闭。

海岸动力学复习

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

(完整版)河海大学水资源规划及利用复习知识点

河海大学水资源规划与利用复习资料一、水资源特点：流动性，可再生性，多用途性，公共性，利与害的两重性水资源的综合利用：同时满足几个部门的需要，并且将除水害和兴水利结合起来统筹解决，这种开发水资源的方式，称为水资源的综合利用防洪与兴利矛盾：疏浚河道有利于防洪、航运等，但降低了河水位，可能不利于自流灌溉引水；若筑堰抬高水位引水灌溉，又可能不利于泄洪，但却降低了水电站的水头，使所发电能减少。二 1水资源评价的涵义与任务水资源评价是对某一地区或流域水资源的数量、质量、时空分布特征、开发利用条件、开发利用现状和供需发展趋势作出的分析估价。它是合理开发利用和保护管理水资源的基础工作，为水利规划提供依据依据：《中华人民共和国水法》《水资源评价导则》(SL/T238-1999) 水资源评价的内容：水资源评价的背景与基础水资源数量评价水资源质量评价水资源开发利用及其影响评价水资源综合评价 2、中国水资源评价分区 10个一级区——按流域水系划分，以松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、东南诸河、珠江、西南诸河和西北诸河 80个二级区——一级区以下划分二级区，基本保持河流水系完整性； 3、水平年、典型年和系列法 ●水平年基准年：为现状情况，又称现状水平年，是指进行水资源评价工作的现状情况，以某一年为标准——力求准确地反映实际情况近期水平年：为近期情况，一般为基准年以后的5～10年——要求有一定的精度——供需分析时应进行平衡的调整中期水平年：为远景情况，一般为基准年以后的15～20年——精度要差一些——供需分析时也可不作调整平衡远期水平年：一般为基准年以后的30～50年——精度将会更差一些——仅侧重于区域水资源承载能力的宏观分析 ●典型年法典型年法又称代表年法首先根据对已有水文气象资料进行频率分析的成果，确定平水年和枯水年等不同典型年的雨情和水情，然后在此基础上对各水平年的水资源供需情况进行分析我国规定，平水年保证率P＝50％，枯水年保证率P＝75％，特枯水年保证率P=90％（或95％）典型年选择一般选水利年或水文年，合理确定年总水量和年内分配同一年各分区的保证频率不同时——上、中、下游或各分区的协调降雨和径流的频率不同时——根据实际情况分析确定：供水主要靠河川径流、而且有较强水库调蓄能力的情况，也应按径流系列选择；河川径流供水相对较少且调节能力差的区域，应按降雨系列选择 ●系列法系列法，又称为水资源供需平衡动态模拟法——根据所选的水文气象系列，通过逐年逐时段

海岸动力学考试复习大纲

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）

河海大学工程水文学习题集

第一章绪论 1－1 水资源的定义，我国地表水资源的时空分布特点。 1－2 通过哪些工程措施来提高水资源的利用率。 1－3 工程水文学的任务是什么，在本专业中有什么作用。 1－4 工程水文学包括哪些内容，有哪些主要的研究方法。第二章水循环及径流形成 2－1 水循环包括哪些要素，与水资源有什么关系。 2－2 如何量算流域面积、河流长度、河流纵比降。 2－3 某流域面积为793km2，多年平均流量Q＝26.4m3/s，流域内多年平均降水量为1980mm。试求多年平均径流总量W（104m3），多年平均径流深R（mm），多年平均径流模数M（m3/s/km2）及多年平均径流系数α。 2－4 如在上题的流域上兴建一座水库，从而增加水面面积△F＝24km2，当地多年平均＝1220mm。蒸发皿折算系数采用0.83。问建库后该流的水面蒸发量（蒸发皿读数）E 皿域的流量增加还是减少。建库后多年平均流量为多少。 2－5 北方的河流上修建水库和南方的河流上建库对径流的影响哪一个大。为什么。2－6 写出任一时段的流域水量平衡方程式，说明各符号的意义不同时段（多年、年、一次雨）的流域水量平衡方程式中影响径流的主要因素为什么不同。 2－7 试述流速仪测流的操作步骤及适用条件。 2－8 试述实测流速推算断面流量的方法、步骤。 2－9 已知某测流断面，起点距和测点流速如图2－1所示，岸边系数α＝0.7，计算相应水位，断面面积，断面流量。表2－1 流速仪测流，断面流量计算表

图2－1 2－10 为什么要建立水位流量关系，如何延长稳定的水位流量关系。第三章降雨径流分析 3－1 写出计算流域（面）平均雨量的方法、公式及适用条件。 3－2 图3－1中有四个雨量站，用垂直平分法求面雨量可以连成三角形ABC 、BDC ，也可连成三角形ADC 、ABD ，哪一种连法比较好，面雨量成果有无不同。图3－1 雨量站点分布图 3－3 为什么一次降雨总量大于对应的径流深，而一次径流过程历时一般大于降雨历时。 3－4 什么叫蓄满产流，判别蓄满产流与超渗产流主要依据是什么。 3－5 在我国南方湿润地区产流计算中采用什么扣损方案，其中参数（P 、R 、Pa 、E m 、I m 、K ）如何确定及计算。 3－6 计算某流域1960年6月13～14日的流域平均降水量P 、前期影响雨量Pa 和相应的径流深R ，成果填入表3－4的洪号3 中。（1）求6月13～14日的流域平均降水量P （资料见表3－2，表中A 、B 、C 、三个雨量站的面积权重各为20%、50%、30%）。（2）求6月13～14日降雨开始时的Pa 值。（资料见表3－2，I m ＝100mm ，K ＝0.92）。

河海大学水环境规划论文

夏热冬冷地区湖泊湿地型城市水环境规划—武汉四新地区 1四新地区水环境概述 1.1四新地区区位 “武汉新区”位于武汉三镇之一的汉阳，由长江、汉江和外环线(京珠高速公路)合围形成“两江一路”的天然扇形区域，涵盖汉阳区、武汉经济技术开发区的全部及蔡甸区和汉南区的一部分，规划面积368 km 2，建设用地160km2，规划人口100万。武汉四新地区的范围中心区域，具体为：东启长江，西至318国道，南接三环线，北至二环线，规划总面积15. 33公顷(不含江滩公园99. 26公顷)。新一轮武汉城市总体规划对四新地区的功能定位提出了明确的要求：四新是城市副中心，依托沌口经济技术开发区汽车整装和相关机械制造产业，积极发展服务区域的国际博览、科技展览和汽车贸易等专业性公共中心职能，并布局服务四新组团的商业、文教卫体等综合性服务功能。 1.2四新地区气候特点武汉市地处北亚热带季风区，属亚热带湿润季风气候。雨量充沛、热量丰富、夏热冬冷、四季分明。夏季最长为135天，冬季次之为110天，春秋季各为60天。年均气温17. 70C， 1月最低，月平均气温3. 00C, 7月最高，月均达28. 80C。年月气温平均值差达25. 80C，大于同纬度的杭州、成都等地，显示出武汉气候的大陆性。武汉市市

区盛夏闷热，白天气温常在3 70C左右，夜间也常保持在30 0C左右，极端最大气温为41. 30C，素有“火炉”之称。武汉市风向明显地随季节变化而变化，冬季以北风和东北，偏北风为主，夏季多东南风。年平均风速为2. 7米/秒，最大风速10. 0米/秒(北风)，静风频率为10%。在城市化进程和城市居民活动剧增的影响下，武汉三镇(武昌、汉口和汉阳)城区己经形成明显的城市的“热岛效应”。据相关资料统计，2003年7月23口一8月3口，武汉市20时的相对湿度高达50%一80%，并且4项温度记录刷新了历史记载:日最低气温32. 3 0C；日最低气温≥300C持续时间:10d；日平均气温35. 80C；日平均气温≥330C持续时间:10d。通过对武汉市多年典型气象条件的分析，可以得出其夏季主导风向为东南风和南风；冬季则以北风和东北风为主。而武汉主城周边地区湖泊洽以南部和东部地区为最。长江、汉水为武汉市内天然风道，因此，缓解武汉市城市热岛效应的最现实途径，是结合城市内外天然的江河湖泊，通过对城市空间形态的调整，结合城市水廊道的建设，建构基于夏季主导风向的城市广义通风道系统，将自然风引入城市，缓解城市热岛效应。 1.3四新地区水环境特征武汉新区的水系资源主要由两江——长江与汉江，六湖——月湖、莲花湖、墨水湖、龙阳湖、三角湖、北太子湖和南太子湖，以及其他湖泊——后官湖、万家湖、汤湖、西北湖和烂泥湖，另外还包括后官湖和诛山湖的一部分加之琴断口小河、朱家老港、朱家新港、墨竹港、

国家自然科学基金申请代码E

国家自然科学基金申请代码 E.工程与材料科学部 E01金属材料 E0101 金属结构材料 E010101 新型金属结构材料 E010102 钢铁和有色合金结构材料 E0102? 金属基复合材料 E010201 纤维、颗粒增强金属基复合材料 E010202 新型金属基复合材料 E0103? 金属非晶态、准晶和纳米晶材料 E010301 非晶态金属材料 E010302 纳米晶金属材料 E010303 新型亚稳金属材料 E0104? 极端条件下使用的金属材料 E0105 金属功能材料 E010501 金属磁性材料 E010502? 金属智能材料 E010503? 新型金属功能材料 E0106金属材料的合金相、相变及合金设计 E010601 金属材料的合金相图 E010602 金属材料的合金相变 E010603 金属材料的合金设计 E0107 金属材料的微观结构 E010701 金属的晶体结构与缺陷及其表征方法 E010702 金属材料的界面问题 E0108 金属材料的力学行为

E010801? 金属材料的形变与损伤 E010802? 金属材料的疲劳与断裂 E010803 金属材料的强化与韧化 E0109 金属材料的凝固与结晶学 E010901? 金属的非平衡凝固与结晶 E010902? 金属的凝固行为与结晶理论E0110 金属材料表面科学与工程 E011001? 金属材料表面的组织、结构与性能 E011002? 金属材料表面改性及涂层 E0111 金属材料的腐蚀与防护 E011101? 金属常温腐蚀与防护 E011102? 金属高温腐蚀与防护 E0112 金属材料的磨损与磨蚀 E011201? 金属材料的摩擦磨损 E011202? 金属材料的磨蚀 E0113 金属材料的制备科学与跨学科应用基础 E02无机非金属材料 E0201人工晶体 E0202玻璃材料 E020201 特种玻璃材料 E020202 传统玻璃材料 E0203结构陶瓷 E020301 先进结构陶瓷 E020302 陶瓷基复合材料 E0204功能陶瓷 E020401 精细功能陶瓷 E020402 压电与铁电陶瓷材料 E020403 生物陶瓷与生物材料

水文学及水资源

水文学及水资源（081501） (Hydrology and Water Resources) 学科门类：工学（08）一级学科：水利工程（0815）河海大学水文学及水资源学科创建于1952年。1981年获学士、硕士和博士学位授予权。1988年、2002年、2007年连续三次被评为国家重点学科。2004年被批准设立水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，2005年被批准设立水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心。现有教师75人，教育部长江学者“特聘教授”1人，教育部长江学者与科技创新团队一个，教授28人，副教授22人，具有博士学位者54人。本学科设置了水文物理规律模拟及水文预报等7个研究方向。 2000年以来主持与承担国家“973”、“863”、自然科学基金、国家科技攻关和直接服务于国民经济建设的800余项研究项目，获国家科技奖5项，部省级科技奖50多项。学科瞄准国际前沿和国家重大需求，特色显著，基础雄厚，在国内处于领先地位，在国际上也具有重要的影响。研究生就业部门主要有科研院所、高等学校、流域管理机构、勘测设计部门、环境保护和地矿部门等。一、培养要求培养面向现代化，品行端正，身心健康，学风严谨，具有强烈的事业心和创新精神，在水文学及水资源科学方面掌握坚实宽广的基础理论和系统的专门知识，具备独立从事科学研究和专门技术工作的能力，适应我国社会主义建设需要的德智体美全面发展的高层次专业人才。二、主要研究方向１．水文物理规律模拟及水文预报（Watershed Hydrological Simulation and Forceasting）２．水文不确定性理论与应用（Theory of Hydrological Uncertainty and Application）3．水资源规划与管理（Water Resources Planning and Management） 4．地下水数值模拟及开发利用（Numerical Simulation and Utilization of Groundwater ）5．水信息理论与技术（Theory and techniques of hydroinformatics） 6．生态水文与水环境保护（Ecohydrology and Water Environment Protection） 7．应用水文气象（Applied Hydrometeorology ）三、学分要求总学分为30学分，其中学位课程为18学分，非学位课程为9学分，教学环节3学分。四、课程设置

海岸动力学复习提纲

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。

海岸动力学实验指示书

高等学校实验教材海岸动力学》实验指示书重庆交通大学河海学院

二00 六年十二月目录、八、- 丄前言................................................................. 1.. 实验一波浪三要素测试实验............................................. 2.. 实验二波浪传质速度实验............................................... 7.. 实验三波浪传播浅水变形实验....................................................................... 1.. 0 实验四波浪作用下的泥沙运动实验....................................................................... 1.. 4 实验五不规则波谱分析实验....................................................................... 1.. 8 实验六岸滩演变演示实验....................................................................... 2.. 1 实验七波浪与水流相互作用特性实验....................................................................... 2.. 4 参考文献....................................................................... 2.. 8..

海岸动力学试验

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

(精选)河海大学海岸动力学试卷海岸答案

二、 1、波速，相速度或速度是一个特定的相在介质中移动的速率或水中波峰移动的速率。它可以通过波长比周期进行计算。 2、深水——水深大于波长的一半，即2L h >，波的相速度很难被水深影响。深水情况适用于很多由于海上的风在海面引起的风浪；有限水深——水深202L L h << 浅水——20 L h < 3、深水区的波浪外形是波长长且波高小的。当波浪进入浅水区，传播速度和波长减小，波浪变得陡峭，波高增加直到波列由被平缓的波谷分隔的尖的波峰组成。（上一句有点拗口。。。）我觉得后面的没用，不翻译了。

4、间接作用的波浪趋势和近岸的水深测量对沿岸流有影响。？当波浪以某一角度破碎时，波浪破碎的动量形成了和破碎波前进方向一致的近岸流和段波。成堆的波浪形成了在破波带内和海岸平行的沿岸流。沿岸流会顺着海岸在碎浪区和海岸间流动。当波浪很高而且波浪接近海岸的角度是垂直的时候，沿岸流是最强的。沿岸流的最大速度一般是在波浪表面接近破波点的位置出现。

3、波浪破碎类型有三种：崩破波、卷破波和激破波。这个不如书上的详细P78 崩破波：波浪首先在波峰顶端出现白色浪花，随着波浪向前传播，波峰顶部浪花不断产生，直至海岸附近。（波陡大，水底坡度小时发生）卷破波：波峰的前沿面首先变得陡立，然后卷曲成舌状，舌状波峰逐渐向下翻卷，最后投入水中，发生破碎，并伴随着空气的卷入。（波陡中等，水底坡度中等）激破波：波峰前后逐渐变得非常不对称，之后在波峰前沿根部开始出现破碎，随后波峰前面大部分呈非常杂乱的破碎状态，并沿斜坡上爬。（波陡小，水底坡度较大）影响因素：深水波陡和海岸坡度 4、不考虑侧向混合时，沿岸流速呈三角形分布，在破波线处，沿岸流速最大，而在破波点外，没有沿岸流，因而在破波点流速分布不连续。考虑侧向混合时，由于侧向紊动动量交换，促使破波带内沿岸流动量向带外扩散，发生流速再分布。沿岸流速分布趋于平坦，最

海岸动力学复习资料

1 海岸动力学复习资料第一章 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.海岸类型：基岩海岸，砂质海岸，淤泥质海岸，生物海岸。 3.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，包括遭受波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，向陆延伸至暴风浪所能到达的地带。 4.海岸动力因素：波浪的作用、海岸波生流、潮流的作用、径流的作用、海流的作用、风暴潮和海啸、风的作用、海平面上升。 5.波浪是引起海岸变化的主要因素。 6.近岸波生流——波浪传至近岸地区发生变形、折射与破碎，不仅其尺度改变了，同时还形成的一定水体流. 7.沿岸流——斜向入射的波浪进入海滨地带后，在破波带引起一股与海岸平行的平均流。 8.裂流流速很高，会带动强烈的向外海输移的泥沙运动。 9.潮流对海岸的作用：影响海岸带波浪的作用范围及作用强度；影响海岸带地貌类型的发育；潮流流速影响海岸带的侵蚀与淤积。 10.河流径流挟带着大量的泥沙在河口外扩散和沉积，是海岸淤涨的主要物质来源之一，导致在河口外发育着河口三角洲或三角港。第二章 1.风浪的大小取决于风速、风时和风距的大小。由于风速风向复杂多变，风所引起的海浪在形式上也极为复杂，波形极不规则，传播方向变化不定，不可能用简单的确定性数学公式来描述，所以经常把风浪称为不规则波。 2.波浪的分类: 1）按形态分类：规则波和不规则波 2）按传播海域的水深分类：深水波、有限水深波、潜水波（深水波与有限水深波界限为h/L=1/2，潜水波与有限水深波界限为h/L=1/20）。 3）按运动状态分类：震荡波、推进波、推移波 4）按破碎与否分类：破碎波、未破碎波、破后波 5）按运动学和动力学的处理方法：微幅波和有限振幅波 3.波浪运动控制方程 0x 222 2=??+??z φ φ 4.定解条件： 1）海底表面设为固壁，因此水质点垂直速度为零。0z =??φ z=-h 2）在波面 z=η处，应满足动力学边界条件运动学边界条件。动力学边界条件为水面上压力为常数，因此取 z=η，并令p=0，得到自由表面动力学边界条件。 3）流场左右两端的边界条件可根据简单的波动在空间和时间上呈周期性来却确定。在空间上看的波要素是相同的，在时间上看一个周期后的要素也应相等，故波场上下两端面边界条件可表示为 ),,(),,(,,T t z x t z L x t z x +=+=φφφ）（。 5.建立简单波理论时，一般作如下规定：流体是均质和不可压缩的，其密度为常数；流体是无粘性的理想液体；自由水面的压力是均匀的且为常数；水流运动是无旋的；海底水平、不透水；质量力仅为重力，表面张力和柯氏力可忽略不计；波浪属于平面运动，在xz 平面内坐二维运动。 6.微幅波理论的控制方程和定解条件控制方程：0x 222 2 =??+??z φφ 定解条件：海底部边界条件：0t =??φ z=-h 自由水面处：动力学边界条件：t g 1??- =φ η z=0（能量守恒）运动学边界条件： 0g t 22=??+??z φ φ z=0 边界条件：），（），，（z ct x t z x -==φφ 7.微幅波理论的意义：假设运动是缓慢的，波动的振幅A 远小于波长L 或水深h 。 8.微幅波势函数：σ φAg =)sin(cosh ) (cosh t kx kh h z k σ-+ 9.色散方程：kh gk tanh 2 =σ L=kh gT tanh 22 π c=T L =k σ 10.波的色散现象：不同波长或周期的波以不同的速度进行传播最后导致的分散现象。该现象表明了：波浪的传播还与水深有关，水深变化时，波长和波速也将随之变化。 11.微幅波单宽波峰线长度一个波长范围内平均的波浪动能和势能相等。 12.波能流：波浪在传播过程中存在能量传递，通过单宽波峰线长度的平均的能量传递率。

海岸动力学

中国海洋大学本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍 1.课程描述：海岸动力学是海岸工程和海岸带资源综合开发利用的理论基础，对于利用与开发海岸带、保护海岸工程至关重要，更是海港建设的关键。本课程包括波浪理论、波浪传播和破碎、近岸水流运动特性、海岸波生流、泥沙基本特性、沙质海岸泥沙运动、沙质海岸形态和变形、淤泥质海岸泥沙运动和岸滩演变以及海岸防护等内容。 2.设计思路：本课程内容以海岸动力因素（主要为波浪与流）作为出发点，以该动力因素作用下的泥沙运动基本规律为基础，以海滩上的泥沙运动与冲淤规律作为归结。在讲授中以“波浪、流→泥沙运动→海滩变形”为主线，内容具体编排如下：（1）第一章概论 1）主要内容：海岸动力学的定义、研究内容、研究方法、发展简史及和专业的关系 2）教学要求：了解海岸动力学的定义、研究内容、研究方法、发展简史及和专业的关系 3）重点、难点：无 - 3 -

4）其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：无（2）第二章波浪理论 1）主要内容：微幅波理论、有限振幅波理论、浅水非线性波理论、各种波浪理论的适用范围和随机波、波浪的统计特征和波谱概念、波浪在深水中弥散与传播 2）教学要求：掌握微幅波理论、有限振幅波理论、浅水非线性波理论、各种波浪理论的适用范围和随机波、波浪的统计特征和波谱概念、波浪在深水中弥散与传播 3）重点、难点：微幅波理论、有限振幅波理论；有限振幅波理论、浅水非线性波理论 4）其它教学环节：实验3学时，内容是驻波形成试验（3）第三章波浪传播和破碎 1）主要内容：波浪在浅水中变化、波浪的破碎等。波浪在水流中的运动特性和底摩阻引起的波能衰减 2）教学要求：掌握波浪在浅水中变化、波浪的破碎等。了解波浪在水流中的运动特性和底摩阻引起的波能衰减 3）重点、难点：波浪在浅水中变化、波浪的破碎等；波浪在水流中的运动特性和底摩阻引起的波能衰减 4）其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：实验5学时，内容是波浪浅化效应试验（4）第四章近岸水流运动特性 1）主要内容：潮波运动简介、速度垂向分布 2）教学要求：掌握潮汐原理、了解海流速度垂向分布 - 3 -