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1、淮海工学院毕业设计（论文）说明书题 目：福建湄洲岛西南部对台客运码头的淤积分析与探讨作 者： 李明 学号： 140413115系（院）：测绘工程学院专业班级：海洋技术041班指导者：彭俊讲师评阅者：吕海滨讲师2008 年 6 月 连云港毕业设计（论文）中文摘要福建湄洲岛西南部对台客运码头的淤积分析和探讨摘 要：海滩沉积物的粒度参数可以用来反映沉积物的水动力、沉积物来源和沉积物搬运 趋势等环境信息。研究区域沉积物类型以沙和粉砂质沙为主；沉积物主要来源于海岸侵蚀 物质的输入，随着沉积物向海方向搬运，沉积物粒度参数表现出由岸向海粒径细化、分选 程度变好的变化趋势。本文以岸滩固定剖面观测、沉积物搬运趋
2、势模型、沙粒捕沙器现场 观测为基础，分析造成湄洲岛对台客运码头淤积的主要原因。结果表明，由于风、浪、流 共同作用，码头建成后，在其前缘形成一个淤积区，致使码头的使用受到影响。因此没有 经过论证在岸边修建沿岸工程设施，结果可能会造成岸线走向发生变化，进而改变波浪的 作用，使海滩出现侵蚀或淤积，成为海岸工程灾害。关键词：湄洲岛 码头淤积 沉积物搬运 沙粒捕沙器毕业设计（论文）外文摘要A study on sediment accumulation on the sea area around Meizhou islandAbstract: Grain size parameters of inte
3、rtidal flat sediments are related to local sedimentary environments, such as depositional hydrodynamic conditions ,sediment sources, sediment transport .etc. The two main sediment types of Meizhou Pier are sand and silty sand .The sediments in the interidal flat mainly come from coast erosion .The s
4、ediments are sorted better towards the sea and their grain size decreases with the increasing of hydrodynamics .Based on the grain size characteristics, sediment transport model, and sediment trap measurement the accumulation of the sediment on the sea area around Meizhou Pier is studied. The result
5、s indicate the cause and intensity of the sediment transported to the Meizhou Pier after the pier construction. Building engineering facilities without proving, which may change the water front , changing the character of wave , and result into erosion and deposition on the sea beach , and to be a d
6、isaster of sea beach engineering.Keywords: Meizhou island; pier sediment accumulation； sediment transport sediment trap1 引言 11.1 国内外研究现状 11.2 主要研究内容 22研究区域概况 33研究材料与研究方法 43.1 研究材料 43.2 研究方法 44表层沉积物分析 114.1 沉积物采样点分布 114.2 沉积物分布类型 124.3 沉积物粒度参数分析 124.4 沉积物搬运方向分析 145岸滩固定剖面观测 166沿岸输沙率现场测定 176.1 飘袋式捕沙器的介
7、绍 186.2 输沙计算 196.3 应用试验研究 20结论 22致谢 23参考文献 24附录 1 fortran 原代码 26淮海工学院二。八届毕业设计(论文)第1页共29页1引言沙滩是海岸带中一个敏感的地带，由于对沙滩动态平衡的特性认识不足，常会造成沙 滩稳定性受到破坏。例如没有经过论证在岸边修建沿岸工程设施，结果造成岸线走向发生 变化，进而改变波浪的作用，使海滩出现侵蚀或淤积，成为海岸工程灾害。本文系统了解 海滩沉积物的来源、去处及运移途径，并做出定量分析，阐明其稳定性，探讨造成湄洲岛 对台客运码头淤积的主要原因。为了全面了解该区淤积状况和机制，从海滩沉积物分布入手，建立沉积物搬运趋势模
8、 型，并结合沙粒捕沙器现场试验，岸滩剖面重复观测综合分析，揭示湄洲岛对台客运码头 淤积机制。沉积物在搬运过程中因为水动力条件和环境的变化，粒度特征也发生有规律的变化， 因此通过对粒度空间变化特征的研究可以推断沉积物的输运方向，这种分析方法被称为粒 度分析方法，它是揭示沉积环境和动力条件的主要手段和方法。表层沉积物粒度是潮滩沉积动力环境最明显和最直接的反映，因此研究潮间带的表层 沉积物粒度分布特征，可以推断出研究区域短周期的泥沙输运方向。潮流是潮滩发育的主 要因素，本文通过对该码头表层沉积物的粒度特征和泥沙输运趋势的研究，推断出该区的 沉积环境和码头发育趋势，为未来合理利用沿岸及滩涂资源提供科学
9、依据。1.1 国内外研究现状早在上世纪50年代末期，国外就利用粒度参数(平均粒径、标准偏差、偏态等)及其 组合特征来作为判别沉积水动力条件及沉积环境的参考依据。Folk & Ward(1957)及相关专家McCammon(1962)各自提出了对物质来源及沉积环境变化有重要指示作用的平均粒径定 义。Krumbein & F.J. Pettijohn (1938)、Folk & Ward(1957)提出了各自的峰态参数公式。Folk(1957)、Ward(1957脓据概率累积图解标准差解算建立了各自的沉积物分选性等级表。Friedman(1958, 1961, 1962)研究了海滩与河流沉积物的粒
10、度参数特征。Seibold(1963)在Sharp & Fan (1963脚分数分选量度公式的基础上，利用相对分选系数判别了滨岸沙的残 积物。Folk(1966)提出了自己的偏态参数公式。 Chester & Royse(1968放用粒度象研究了河 道底部、泛滥平原及河漫湖和后沼泽沉积。Doeglas(1968讲析了粒度成分对判别沉积环境 的指示作用。在粒度趋势分析方面，20世纪70年代以前，主要侧重于研究单个粒度参数在沉积物输 送方向上的变化，1981年Mclaren首先将平均粒径、标准偏差以及偏态 3个粒度参数和沉积 物的输送联系起来，并提出无论是粒径变细还是变粗，沉积物在输运方向上都将分
11、选更好， 偏态更正偏。1985年Mclaren和bowlesft修订了原先结论的基础上，提出了在沉积物净搬运 方向上可有2种粒径趋势：(1)沉积物粒径变细，分选变好并更加负偏；(2)沉积物粒径变粗， 分选变好并更加正偏。沉积物的粒度是指沉积物颗粒的大小，粒度大小且与沉积物形成环境的关系极为密 切。沉积物的粒度特征是沉积物物源、水动力能量、搬运距离、床底形态综合作用的结果，在沉积物粒度中包含了水动力条件和物源的信息，因而可以通过一定时间内沉积物粒度特淮海工学院二。八届毕业设计(论文)第#页 共29页征的变化来反演影响沉积物粒度变化的环境因素，特别是沉积场所水动力条件和物源，进 而可以进行环境变化
12、的讨论。沉积物在搬运过程中因为水动力条件和环境的变化，粒度特征也发生有规律的变化， 因此通过对粒度空间变化特征的研究可以推断沉积物的输运方向，从而可以揭示沉积环境 和水动力条件。国内外已有众多学者根据沉积物的粒度特征来揭示沉积环境和沉积动力过 程，Halls J Rr曾利用粒度参数之间的关系进行沉积环境的判断；Wang X Y等统计分析了江苏潮滩沉积物类型及粒度参数之间的相关关系；杨世伦等对长江口沉积物的粒度参数进行 了统计规律研究，并据此解释了其沉积动力学特征。1981年，McLaren BE首次对平均粒径、分选系数以及偏态3个粒度参数和沉积物的输运进行了相关研究，并于1985年在修订原先结
13、论的基础上，和Bowles DEs提出了在沉积物净搬运方向上有两种可能的粒径趋势。 20世纪90年代，Gao野在前人一维沉积物粒径趋势模型的基础上提出了二维沉积物粒径趋 势分析模型(GSTA模型)，通过定量提取沉积物的粒度参数，将其转化为沉积物搬运趋势的 信息，目前这个模型已经在很多海域得到了应用和验证：法国南部亚特兰大(Atlantic)海岸、英国哥伦比亚(British Columbia)湾、胶州湾及邻近海域、北黄海、海南岛博鳌港、勃 海海峡与潮汐汉道系统等海域都应用了 GSTA模型进行过实证和应用研究。王颖，顾锡和196的，高明善1981年，李先从等1981年，刘福寿1993年对渤海西岸
14、陆 上贝壳堤、滦河三角洲及其沙坝一泻湖的形成演化方面做了较为深入的研究；McLaren和BowLes 1985年，Gao和ColLins 1992年已将基于沉积物粒度参数统计分析的沉积动力学模 型应用于沉积物搬运趋势的研究，为沉积物运动研究提供了手段。研究选取曹妃甸沙坝泻 湖海岸，试图研究不同的地貌单元和整个区域的沉积物搬运趋势的特征屡对比，并分析沉 积物搬运模型输出的结果同本区不同时期海图所体现的侵蚀与堆积规律之间的关系。粒径趋势分析从结果来看Gao-Collins模型在小型海湾环境中，有一定的适用性。但是 粒径趋势分析是建立在沿净输运方向，沉积物的3个粒度参数变化有两种情况出现的概率较高的
15、统计规律之上，因此分析结果仅表明沉积物的净搬运方向，只是一个概念模式，并 不具有净输沙率的含义。同时粒径趋势分析的理论基础是统一的搬运环境，在应用在面积 既小，沉积物来源又比较复杂的地区时，要特别注意取样间隔要尽量小，在确定特征距离 时不要太大，以免跨越了不同的沉积环境，造成分析结果的失真。在实测输沙率方面，Davis (1994)采用飘袋式捕沙器在美国Florida州和Georgia沿岸 实测输沙，揭示出碎波带具有以下输沙特点：碎波带内的输沙率要比碎波带以外高2吸量级；在碎波带垂直岸线断面上，输沙率呈双峰分布( abimodal distribution)；沿岸输沙 主要贴近海底床面，且输沙量随水柱向上呈对数级下降；在波浪冲涌带的输沙量也相当可 观；贴近海底床面输移的沙粒比水柱中输移者粗。1.2 主要研究内容为了全面了解该区淤积状况和机制，本文从海滩沉积物分布入手，建立沉积物搬运趋 势模型，并结合沙粒捕沙器现场试验，岸滩断面重复观测综合分析，揭示湄洲岛对台客运 码头淤积机制。其主要内容：(1)沉积物调查Mastersizer2000型激光粒度仪进行粒度分析；粒度参数计算参考福克和沃德提出的计算公式；沉积物类型命名采用谢帕德三角图；研究区域主要的沉积物类型；研究区表层沉积物有自南向北运移的趋势；水动力条件对沉积物分选性的影响；(2)岸滩固定剖面观测(
