1、华北科技学院华北科技学院 安全工程学院安全工程学院李永军李永军2022-8-142n在这一章，我们着重了解地球上的在这一章，我们着重了解地球上的海岸带（海岸带（Coastal zoneCoastal zone）陆地陆地与海洋的接触带，这里是最剧烈的与海洋的接触带，这里是最剧烈的动力环境之一。动力环境之一。n数千年来，海岸带、带有咸味的海数千年来，海岸带、带有咸味的海水以及交织一起的海涛声和海风声，水以及交织一起的海涛声和海风声，带给了无数人灵感和遐想，不断吸带给了无数人灵感和遐想，不断吸引着游客的光顾。引着游客的光顾。n然而，对于海浪是怎样形成的，以然而，对于海浪是怎样形成的，以及海岸线如何变
2、化，我们大多数人及海岸线如何变化，我们大多数人知之甚少。知之甚少。n本章一个主要的目的是为了消除人们对海岸带形成与维持的神秘感，了解海本章一个主要的目的是为了消除人们对海岸带形成与维持的神秘感，了解海风、海浪和暴风雨造成的灾害，包括海洋激流、海岸侵蚀、海啸和热带气旋。风、海浪和暴风雨造成的灾害，包括海洋激流、海岸侵蚀、海啸和热带气旋。2022-8-1437.1 海岸作用海岸作用n7.1.1 波浪波浪n海面上的波浪（海面上的波浪（Wave）是由海洋风暴形成的。）是由海洋风暴形成的。q海风在海水表面吹过，会产生摩擦力。海风在海水表面吹过，会产生摩擦力。q由于海风的运动速度比海水快，海风能够将能量传
3、由于海风的运动速度比海水快，海风能够将能量传播给海水，形成波浪。播给海水，形成波浪。q海浪将能量向海岸线传递。海浪将能量向海岸线传递。q规模取决于以下三个方面规模取决于以下三个方面n（1）风的速度：风速越大，波浪越大；）风的速度：风速越大，波浪越大；n（2）风的历时：风暴历时越长，传递给海水的能量越多，）风的历时：风暴历时越长，传递给海水的能量越多，产生的波浪越大；产生的波浪越大；n（3）风在海面迂回的距离越长，形成的波浪越大。）风在海面迂回的距离越长，形成的波浪越大。2022-8-1442022-8-145n波高（波高（Wave height）和波长（）和波长（Wavelength）是波浪）
4、是波浪重要的参数。重要的参数。q深海区漂浮时，波浪通过时你可以感受到自身的运动状态，深海区漂浮时，波浪通过时你可以感受到自身的运动状态，发现自己以发现自己以圆形圆形的轨道，的轨道，向上、向下、向前和向后向上、向下、向前和向后有规律有规律地运动，最后返回了原地。地运动，最后返回了原地。q浅水区时，在水底的运动轨迹可能成为了一个非常窄小的浅水区时，在水底的运动轨迹可能成为了一个非常窄小的椭圆形，或可近似看作是椭圆形，或可近似看作是水平水平的运动轨道，剩下了的运动轨道，剩下了向前和向前和向后向后的运动。你会感到海水反复地把你推向岸边后又把你的运动。你会感到海水反复地把你推向岸边后又把你拉向海里。拉向
5、海里。n一定时段内一定时段内1 m高的波浪在高的波浪在400 km长的海岸线长的海岸线（Shoreline）释放的能量，几乎相当于一个一般规）释放的能量，几乎相当于一个一般规模的核电站在同样时段内所产生的能量。模的核电站在同样时段内所产生的能量。q波浪的能量几乎与波高的平方成比例波浪的能量几乎与波高的平方成比例。比如，如果波高增。比如，如果波高增长到长到2 m，那么波的能量则以，那么波的能量则以22或或4的比例增强。的比例增强。2022-8-146n7.1.2 海滩海滩n海滩（海滩（Beach）是由松散沙砾沿海岸线堆积形成的平）是由松散沙砾沿海岸线堆积形成的平缓地面。对于海湾处，波浪相对温和。
6、缓地面。对于海湾处，波浪相对温和。2022-8-147n海滩上的泥沙是动态的，在海滩上的泥沙是动态的，在激浪带和溅浪带激浪带和溅浪带上，波浪上，波浪作用经常保持着沙的运动。作用经常保持着沙的运动。n当波浪撞击海岸角的时候，就造成了垂直和平行海岸当波浪撞击海岸角的时候，就造成了垂直和平行海岸线的漂沙，即沿滩漂沙和沿岸漂沙。线的漂沙，即沿滩漂沙和沿岸漂沙。n沿滩漂沙沿滩漂沙（Beach drift）就是海滩碎屑物在溅浪带向）就是海滩碎屑物在溅浪带向上上向后的运动，造成沉积物沿着海滩方向呈抛物线向后的运动，造成沉积物沿着海滩方向呈抛物线运移；运移；n沿岸漂沙沿岸漂沙（Longshore drift）
7、是推进波撞击海岸角产）是推进波撞击海岸角产生的，运动方向大致与海岸平行，形成了沿岸沉积物。生的，运动方向大致与海岸平行，形成了沿岸沉积物。n沿滩漂沙和沿岸漂沙沿海岸共同形成了沿滩漂沙和沿岸漂沙沿海岸共同形成了沿岸搬运沿岸搬运（Littoral transport），其），其宽度包括溅浪带和激浪带宽度包括溅浪带和激浪带。2022-8-1482022-8-149n8.1.3 激流激流n当一系列的大波浪在当一系列的大波浪在海岸破碎时，水流朝海岸破碎时，水流朝着岸边冲击。一旦水着岸边冲击。一旦水流涌入就无法后退，流涌入就无法后退，而是完全进入海岸带，而是完全进入海岸带，但它集中在狭窄的空但它集中在狭窄
8、的空间里，这就是激流间里，这就是激流（Rip current）。）。n它不是潮汐，不会把它不是潮汐，不会把游客卷到水底，但会游客卷到水底，但会把人拉离海岸。把人拉离海岸。2022-8-1410n在美国，每年有高达在美国，每年有高达200200人因激人因激流而死亡，流而死亡，20 00020 000人获救。以人获救。以年平均计，美国因激流而死亡年平均计，美国因激流而死亡的人数超过地震或台风，相当的人数超过地震或台风，相当于洪灾的致死人数。于洪灾的致死人数。n因此，激流是一种骇人的海岸因此，激流是一种骇人的海岸灾害。灾害。n试图与激流斗争的游泳者很快试图与激流斗争的游泳者很快会感到筋疲力尽。幸运的
9、是，会感到筋疲力尽。幸运的是，激流的范围通常很窄，大约几激流的范围通常很窄，大约几米至几十公分宽。米至几十公分宽。n安全地逃离激流，必须首先认安全地逃离激流，必须首先认出这种水流，然后与水流平行出这种水流，然后与水流平行的游动，直至游出激流范围。的游动，直至游出激流范围。2022-8-14112022-8-14127.2 海岸侵蚀海岸侵蚀n7.2.1 侵蚀因素侵蚀因素n许多海滩上的沙粒都是来源于内陆河流的上游，那里许多海滩上的沙粒都是来源于内陆河流的上游，那里含长石、石英的岩石经过风化形成沙砾，在河流的输含长石、石英的岩石经过风化形成沙砾，在河流的输送下达到海岸地区。送下达到海岸地区。n人类通
10、过建坝人类通过建坝固沙工程固沙工程，干扰了这种由内陆向海滩的，干扰了这种由内陆向海滩的泥沙输送，其结果造成了海岸带沉积物缺乏并加剧了泥沙输送，其结果造成了海岸带沉积物缺乏并加剧了海岸侵蚀。海岸侵蚀。n太平洋东海岸的海滩侵蚀是太平洋东海岸的海滩侵蚀是热带气旋和强风暴热带气旋和强风暴作用造作用造成的成的.n海平面上升和人类干预海平面上升和人类干预自然海滩过程也是不能忽视的自然海滩过程也是不能忽视的重要因素。重要因素。2022-8-1413n7.2.2 海崖侵蚀海崖侵蚀n当海岸线分布有陡峭当海岸线分布有陡峭的海崖时，可能会出的海崖时，可能会出现海崖侵蚀现海崖侵蚀（Seacliff erosion）。
11、）。n不仅会受到波浪的作不仅会受到波浪的作用，而且会受到土壤用，而且会受到土壤侵蚀的影响，比如陆侵蚀的影响，比如陆地上的流水和海崖本地上的流水和海崖本身陡峭带来的崩塌和身陡峭带来的崩塌和滑坡。滑坡。2022-8-1414Copyright Rob Brander 20022022-8-14152022-8-1416n热带气旋热带气旋(Tropical Cyclone）在）在太平洋沿岸等地被称为台风太平洋沿岸等地被称为台风(Typhoon)，而大西洋则习惯称当，而大西洋则习惯称当地的热带气旋为飓风地的热带气旋为飓风(Hurricane)。n在单个暴风雨中，热带气旋已有在单个暴风雨中，热带气旋已有
12、夺走数十万条生命的记载。夺走数十万条生命的记载。n台风或飓风产生于热带气流紊乱台风或飓风产生于热带气流紊乱带，通常进入陆地后消散。这些带，通常进入陆地后消散。这些风暴的风速超过风暴的风速超过119 km/h，呈大，呈大型螺旋状围绕着一个相对宁静的型螺旋状围绕着一个相对宁静的中心运动中心运动.7.3 热带气旋热带气旋2022-8-1417n大多数的台风或飓风在大多数的台风或飓风在北纬北纬8至南纬至南纬15之间之间形成，这些地形成，这些地区的海水温度较高。区的海水温度较高。2022-8-14187.4 海岸灾害和工程建筑物海岸灾害和工程建筑物n海岸环境上的工程建筑物包括海堤、丁坝、防海岸环境上的工
13、程建筑物包括海堤、丁坝、防浪堤和防波堤，它们主要是用于改善航道或阻浪堤和防波堤，它们主要是用于改善航道或阻碍侵蚀的发展。碍侵蚀的发展。n然而，由于它们可以干扰到海滩泥沙的沿岸搬然而，由于它们可以干扰到海滩泥沙的沿岸搬运，这些建筑物在自身附近也会造成沉积和侵运，这些建筑物在自身附近也会造成沉积和侵蚀问题。蚀问题。2022-8-1419n7.4.1 海堤海堤n海堤（海堤（Seawalls）是一种与海岸带平行的建筑物，目的是有效）是一种与海岸带平行的建筑物，目的是有效地防止海岸侵蚀后退。地防止海岸侵蚀后退。n7.4.2 丁坝丁坝n丁坝（丁坝（Groins）通常是一种与海岸线垂直相交的线型实体结构）通
14、常是一种与海岸线垂直相交的线型实体结构工程，目的是为了挡截沿岸搬运过程中的一部分泥沙，形成一工程，目的是为了挡截沿岸搬运过程中的一部分泥沙，形成一个较为宽广的海滩，保护海岸线免遭侵蚀。个较为宽广的海滩，保护海岸线免遭侵蚀。2022-8-1420n7.4.3 防波堤和防浪堤防波堤和防浪堤n防波堤防波堤(Breakwaters)和和防浪堤防浪堤(Letties)都是用来都是用来保护海岸线免受波浪侵保护海岸线免受波浪侵蚀的海防工程。蚀的海防工程。n会堵塞海滩泥沙的天然会堵塞海滩泥沙的天然沿岸搬运系统，导致海沿岸搬运系统，导致海岸的形状发生局部地改岸的形状发生局部地改变变.n这类结构工程必须得到这类结
15、构工程必须得到谨慎地规划谨慎地规划.2022-8-1421Brisbane Gold coast2022-8-1422关关 键键 术术 语语BeachBeach driftBreakwatersBeach nourishmentBreaker zoneCoastal erosionCoastal zoneGroinsHurricaneLongshore driftLittoral transportRip currentSeawallsSwash zoneSeacliff erosionSurf zoneTropical CycloneTyphoonWave复复 习习 题题1.海滩的基本要素有哪些？海滩的基本要素有哪些？2.阐述泥沙运移的滨海过阐述泥沙运移的滨海过程。程。3.什么是激流，其危害如什么是激流，其危害如何？何？4.阐述海岸侵蚀的主要过阐述海岸侵蚀的主要过程。程。5.人类活动如何影响海岸人类活动如何影响海岸侵蚀？侵蚀？6.北美国家在海岸开发上北美国家在海岸开发上有什么样有什么样的的一致认识一致认识？
