论文摘要
近几十年来,世界海岸由于种种自然和人为原因,其动力平衡遭到破坏,在潮汐波浪频繁作用下,海岸线不断侵蚀后退,滩面高程急剧下降,护岸、滩海路堤等海岸工程建筑物基础遭到强烈冲刷、破坏。严重影响海岸地区的人类活动及生产。为此,对强侵蚀岸段进行保滩促淤工程研究势在必行。潜堤是一种常用的护岸工程建筑物,广泛地应用于护岸、保滩促淤、围海造田以及导流等近海工程中。一方面,它可以有效地消减进入堤后的波浪,减少作用在建筑物上的波浪力,提高建筑物的安全系数;另一方面,由于进入堤后空间范围内的波高减小,水体挟沙能力减小,由外海进入堤后的水体所挟带的泥沙就会有一部分沉积下来,使滩面持续淤高。目前国内外对潜堤的研究较少,研究成果难以应用到实际工程设计中,本文基于潜堤两方面的基本作用,对潜堤的消浪以及促淤性能进行研究,力求揭示其内在规律,获得具有实际应用意义的研究成果,并为相关工程设计提供可以借鉴的方法。针对潜堤的消浪性能,本文借助物理模型试验研究了潜堤的透射特性,选取四种结构形式作为研究对象,在分析各个影响因素对潜堤透射影响的基础上,选取相对堤顶水深作为其最主要的影响因素,比较分析了四种结构形式的透射特性,在此基础上,总结了计算潜堤透射系数的经验公式;在堤身蓄泄流问题上,目前绝大多数工程采用的是集中的口门式潮汐通道,而对堤身断面设置泄流孔洞的方案研究较少,潜堤的蓄泄问题以及堤后坝田内的水位问题关系到潜堤的保滩促淤效果以及潜堤的结构稳定性,本文利用水量平衡关系,结合外海潮位特性,通过分析,引入一定的近似判定条件,建立不同情况下坝田内水位变化的解析方法,该方法可以对坝田内水位的交替变化过程进行简单的模拟;针对潜堤的促淤性能,目前国内外的研究还比较少,尤其是粉砂质海岸的促淤计算方面,目前还没有一致公认的计算公式,本文从潜堤的透射系数入手,根据海岸带细颗粒泥沙在波浪作用下的运动特点和沉降规律,结合前人对淤泥质海岸围堤促淤的研究,针对粉砂质海岸泥沙的特点,总结出了粉砂质海岸潜堤工程促淤厚度的解析计算预测方法;最后,结合黄河三角洲滩海地区的自然条件,运用本文所作的理论研究及方法对胜利飞雁滩油田保滩促淤工程中潜堤的消浪及促淤作用进行计算分析,为潜堤在保滩促淤工程中所发挥的作用做出定量评价。