一種人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法，包括；原有工程海域的能量布局改變；工程海域泥沙平面輸移的運動分析；人工沙灘橫剖面泥沙運動及其平衡狀態(tài)分析；工程結(jié)構(gòu)高程及穩(wěn)定性研究；人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工流程；人工沙灘泥化波浪參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明有利于尋找人造沙灘或人工補沙能較長期穩(wěn)定存在的水動力格局；有助于確定補沙的必要性和提出合適的補沙方案，并對設(shè)計方案的調(diào)整提出指導(dǎo)；提出合理的設(shè)計修改意見和維護(hù)方案；人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工流程對各工程手段及結(jié)構(gòu)在實際施工中的流程提出建議，為工程順利實施提供幫助；給出了人工沙灘泥化的臨界波浪參數(shù)的獲取建議和參考標(biāo)準(zhǔn)，有助避免沙灘泥化的情況。
【專利說明】
一種人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于人造沙灘的建設(shè)及近岸沙灘的補沙、養(yǎng)護(hù)工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]沙灘作為人們休閑娛樂的理想地點之一，滿足了人們親近自然、放松身心的生活要求。濱海旅游項目也因此成為促進(jìn)城市旅游發(fā)展，帶動地方經(jīng)濟(jì)的重要增長點。然而，一些濱海城市由于自身地質(zhì)、動力條件或早期城市規(guī)劃等原因造成天然沙灘缺失或受損、沙灘侵蝕及沙灘質(zhì)量不高等問題，影響城市景觀和旅游業(yè)發(fā)展。因此，一些城市提出建造人工沙灘或進(jìn)行沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)工程的想法和規(guī)劃。人工沙灘的建造及沙灘養(yǎng)護(hù)涉及海洋動力、地質(zhì)等多方面的因素，是十分復(fù)雜的工程。我國雖有人工沙灘建設(shè)及沙灘養(yǎng)護(hù)的先例，但總體而言數(shù)量不多，且并未形成一套具有較廣泛適應(yīng)性的建設(shè)技術(shù)方案，而形成這樣一套方案對人工沙灘的建設(shè)和沙灘的養(yǎng)護(hù)有重要指導(dǎo)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法，旨在解決天然沙灘缺失或受損、沙灘侵蝕及沙灘質(zhì)量不高而目前人造沙灘未形成一套具有較廣泛適應(yīng)性的建設(shè)技術(shù)方案的問題。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法，該人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法包括以下步驟:
[0005]對原有工程海域的能量布局改變:通過潛堤、防波堤、丁壩、擋沙堤、離岸堤、導(dǎo)流堤工程結(jié)構(gòu)和人工開挖的工程手段改變原有海域能量布局；
[0006]潛堤用于提前削弱波浪，并對泥沙的外移攔截;防波堤用于削弱波浪能量，丁壩用于調(diào)整水流和養(yǎng)灘，擋沙堤用于攔截泥沙運動;離岸堤用于堤后泥沙淤積，導(dǎo)流堤工程結(jié)構(gòu)用于改變水流流向；人工開挖工程手段根據(jù)工程環(huán)境和工程要求進(jìn)行，如:淤泥豐富的區(qū)域需在補沙前進(jìn)行開挖清淤、水動力過弱的區(qū)域可進(jìn)行適當(dāng)開挖以增大水深增強水動力；
[0007]對原有工程海域的能量布局改變的效果分析:對已通過工程結(jié)構(gòu)和手段進(jìn)行能量布局改變的工程海域進(jìn)行改變效果的分析，所述分析采用數(shù)值計算;所述數(shù)值計算通過軟件Mike21、Dleft3D等進(jìn)行計算；
[0008]對工程海域泥沙平面輸移的運動分析:對已通過工程結(jié)構(gòu)和手段進(jìn)行能量布局改變的工程海域進(jìn)行平面泥沙輸移的運動分析，所述運動分析采用數(shù)值計算;所述數(shù)值計算通過軟件Mike21、Dleft3D、XBeach等進(jìn)行計算；
[0009]對人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析:對不同水動力、促淤工程條件下沙灘橫剖面泥沙在垂直岸線方向的運動進(jìn)行數(shù)值計算，數(shù)值計算通過軟件XBeach、SBeach、CShore等進(jìn)行計算；
[0010]對工程結(jié)構(gòu)高程及穩(wěn)定性分析:根據(jù)交通部規(guī)范計算算法或物理模型試驗對工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)頂部的越浪量對工程結(jié)構(gòu)的高程分析；
[0011 ]對人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工:施工單位按照防波堤、擋沙堤、潛堤、填沙的施工順序進(jìn)行具體施工并進(jìn)行后續(xù)養(yǎng)護(hù)。
[0012]進(jìn)一步，所述對原有工程海域的能量布局改變中丁壩包括長丁壩和短丁壩，長丁壩用于偏轉(zhuǎn)水流使其趨向?qū)Π短袅?短丁壩用于局部調(diào)整水流和促淤養(yǎng)灘，所述離岸堤中離岸線較近的泥沙從岸線處向離岸堤淤積，離岸較遠(yuǎn)的泥沙從離岸堤內(nèi)側(cè)向岸線淤積。
[0013]進(jìn)一步，所述對原有工程海域的能量布局改變中通過建立二維平面的Mike21數(shù)值模型進(jìn)行大、小潮常海況和風(fēng)暴潮極端海況水動力計算；
[0014]對原有工程海域的能量布局改變的分析方法為:
[0015]首先，對根據(jù)工程海域原具體能量布局和工程目標(biāo)初步分析得到的工程設(shè)計進(jìn)行Mike21的建模。
[0016]對原有工程海域能量布局改變的分析主要經(jīng)過以下幾個過程:
[0017]運用Mike21的水動力模塊，選擇包含工程海域在內(nèi)的更廣闊海域作為數(shù)值模型的建模區(qū)域；
[0018]根據(jù)工程海域?qū)崪y地形進(jìn)行網(wǎng)格和模型底地形的建立；
[0019]依照初步確定的工程設(shè)計方案對模型底地形進(jìn)行修改；
[0020]依照設(shè)計方案在相應(yīng)位置添加工程結(jié)構(gòu)，如:防波堤、丁壩、潛堤、擋沙堤等等；
[0021 ]在模型海域邊界上添加邊界條件作為模型的環(huán)境驅(qū)動力；
[0022]設(shè)置數(shù)值模擬的總時間區(qū)間或總時長，同時設(shè)置合適的計算時間步長，合適的時間步長的選擇建議見下方說明；
[0023]設(shè)置模型結(jié)果的輸出要求，如輸出時間間隔等；
[0024]運算模型，提取結(jié)果；
[0025]分析提取的模型結(jié)果，并將該設(shè)計方案下海域能量布局的改變與預(yù)期設(shè)想進(jìn)行比較，由此可發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)計方案下的工程措施對工程海域能量布局的影響，并根據(jù)現(xiàn)有模擬結(jié)果進(jìn)行工程設(shè)計的調(diào)整；
[0026]對調(diào)整后的方案重復(fù)以上建模和計算的過程并分析新方案的數(shù)值結(jié)果，經(jīng)過這樣的反饋調(diào)節(jié)過程直至達(dá)到預(yù)想的能量布局效果；
[0027]所述進(jìn)行建模區(qū)域選擇時，數(shù)值模型的建模區(qū)域要盡量大于工程研究區(qū)域，確保模型計算時的邊界效應(yīng)不會影響到研究區(qū)域，同時邊界盡量選擇在深水位置；
[0028]大、小潮常海況和極端海況數(shù)值測試的方法路線大致相似，區(qū)別在于模型邊界條件的選取和模擬時間區(qū)間的選??；
[0029]所述模型海域邊界條件，在進(jìn)行常海況數(shù)值測試時，除需在各海域邊界上選取適當(dāng)點添加該處潮汐參數(shù)(如:振幅、赤角等)，此外，添加根據(jù)當(dāng)?shù)夭ê蚍治龃_定的當(dāng)?shù)爻２ɡ说膮?shù)(有效波高、周期、波向等)。模擬時間區(qū)間的選取上，小潮模擬選擇小潮期對應(yīng)的時間，大潮模擬選擇大潮期對應(yīng)的時間，潮汐邊界的參數(shù)不需要改變；
[0030]所述的模型海域邊界條件，在進(jìn)行極端海況數(shù)值測試時，除需在各海域邊界上選取適當(dāng)點添加該處潮汐參數(shù)(如:振幅、赤角等)外，還需添加根據(jù)當(dāng)?shù)夭ê蚍治龃_定的當(dāng)?shù)貥O端波浪的參數(shù)(有效波高、周期、波向等)。極端波浪參數(shù)可以按100年一遇或50年一遇的波浪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡單的參數(shù)確定。極端海況的計算還可根據(jù)歷史上的危險臺風(fēng)狀況，選取對工程破壞力最大的臺風(fēng)狀況進(jìn)行風(fēng)場添加。并在時間區(qū)間上選擇大潮期作為模擬區(qū)間，以模擬多種極端不利情況下的海域能量布局情況；
[0031]所述的時間步長的選擇以實際計算時模型可收斂為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定；
[0032]通過該步計算可預(yù)測工程海域的能量分布情況，獲得工程區(qū)域波高、周期、波向、流速等水動力情況的分布和大小情況，對于分析工程設(shè)計能否達(dá)到預(yù)期效果有指導(dǎo)意義，并且是調(diào)整方案并測試方案效果的有效手段。
[0033]進(jìn)一步，所述對工程海域泥沙平面輸移的運動分析中建立改變能量布局后的Delft3D數(shù)值模型，進(jìn)行補沙后的泥沙運動計算；
[0034]所述對工程海域泥沙平面輸移的運動分析方法為:
[0035]首先，對根據(jù)原工程海域環(huán)境和工程目標(biāo)初步分析得到的工程設(shè)計進(jìn)行Delft3d的建模；
[0036]工程海域泥沙平面輸移的運動分析所經(jīng)歷的過程與海域能量布局分析的過程基本一致，區(qū)別主要在于數(shù)值計算中包含的物理過程存在不同:
[0037]運用Delft3d水流、波浪和泥沙軟件模塊，選擇包含工程海域在內(nèi)的更廣闊海域作為數(shù)值模型的建模區(qū)域，區(qū)域選擇除需避免模型邊界效應(yīng)對研究區(qū)域的影響外；
[0038]根據(jù)工程海域?qū)崪y地形進(jìn)行網(wǎng)格和模型底地形的建立；
[0039]依照對工程海域泥沙平面輸移的運動分析確定的工程設(shè)計方案對模型底地形進(jìn)行修改并在相應(yīng)位置添加工程結(jié)構(gòu)；
[0040]在模型海域邊界上添加邊界條件作為模型的環(huán)境驅(qū)動力；
[0041]設(shè)置數(shù)值模擬的總時間區(qū)間或總時長，同時設(shè)置計算時間步長；
[0042]設(shè)置模型結(jié)果的輸出要求，如輸出時間間隔等；
[0043]運算模型，提取結(jié)果；
[0044]分析提取的模型結(jié)果，并將該設(shè)計方案下預(yù)測得到的泥沙平面輸移運動情況與預(yù)期設(shè)想進(jìn)行比較，由此可發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)計方案下的工程措施對泥沙平面輸移運動情況(即工程區(qū)域內(nèi)底床沖淤的分布)的影響，并根據(jù)現(xiàn)有模擬結(jié)果進(jìn)行工程設(shè)計的調(diào)整；
[0045]對調(diào)整后的方案重復(fù)以上建模和計算的過程并分析新方案的數(shù)值結(jié)果，經(jīng)過這樣的反饋調(diào)節(jié)過程直至達(dá)到預(yù)想的泥沙平面輸移情況；
[0046]大、小潮常海況和極端海況數(shù)值測試的方法路線與海域能量布局改變的部分基本相同，區(qū)別在于模型邊界條件還需添加泥沙邊界，故對于多數(shù)不易得知泥沙濃度的工程情況，邊界處泥沙濃度設(shè)為平衡狀態(tài)(模型選項)，或?qū)⒑Ｓ蜻吔邕x在泥沙濃度很低的深水處，將邊界濃度設(shè)為O ；
[0047]通過該步計算可預(yù)測工程區(qū)域不同位置平面泥沙運動的數(shù)量和方向、獲得工程區(qū)域平面沖淤的分布和量級，對于分析工程設(shè)計能否達(dá)到預(yù)期效果，了解人工沙灘是否需要補沙及補沙量，和預(yù)測后期人工沙灘的養(yǎng)護(hù)方法有直接的指導(dǎo)。若通過數(shù)值計算經(jīng)發(fā)現(xiàn)工程區(qū)域中間擋沙堤的擋沙效果還不夠，可考慮在方案設(shè)計中加長擋沙堤，再進(jìn)行數(shù)值計算，比較數(shù)值結(jié)果與工程預(yù)期，一直調(diào)整方案至達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
[0048]進(jìn)一步，所述對人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析中通過建立不同水動力條件下的XBeach數(shù)值模型進(jìn)行數(shù)值計算并進(jìn)行分析，
[0049]所述對人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析方法為:
[0050]首先，對根據(jù)原工程海域環(huán)境和工程目標(biāo)初步分析得到的工程設(shè)計進(jìn)行XBeach建模。
[0051]人工沙灘橫剖面運動及平衡狀態(tài)分析所經(jīng)歷的過程與工程區(qū)域平面泥沙輸移運動分析的過程基本一致，區(qū)別主要在于數(shù)值計算中側(cè)重的方面不同:
[0052]選擇工程關(guān)鍵位置的橫剖面作為數(shù)值模型的研究對象，并依邊界處的波浪條件將模型邊界點選在據(jù)沙灘起始點3倍波長以上的深水處；
[0053]根據(jù)選取的橫剖面的地形進(jìn)行網(wǎng)格和模型底地形的建立；
[0054]依照對人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析確定的工程設(shè)計方案對模型底地形進(jìn)行修改并在相應(yīng)位置添加工程結(jié)構(gòu)；
[0055]在模型海域邊界點上添加波浪、潮汐(水位)、泥沙邊界條件作為模型的環(huán)境驅(qū)動力，具體建議與前兩部分給出的建議相同；
[0056]設(shè)置數(shù)值模擬的總時長，同時設(shè)置CFL數(shù)(計算時間步長設(shè)置項)；
[0057]設(shè)置模型結(jié)果的輸出要求，如輸出時間間隔、輸出變量等；
[0058]運算模型，提取結(jié)果；
[0059]分析提取的模型結(jié)果，并將該設(shè)計方案下預(yù)測得到的岸灘橫剖面沖淤情況與預(yù)期設(shè)想進(jìn)行比較，由此可發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)計方案下的工程措施對岸灘橫剖面泥沙運動情況的影響，并根據(jù)現(xiàn)有模擬結(jié)果進(jìn)行工程設(shè)計的調(diào)整；
[0060]對調(diào)整后的方案重復(fù)以上建模和計算的過程并分析新方案的數(shù)值結(jié)果，經(jīng)過這樣的反饋調(diào)節(jié)過程直至達(dá)到預(yù)想的岸灘橫剖面泥沙運動情況；
[0061]通過該步計算可預(yù)測岸灘橫剖面上泥沙的運動情況，獲得岸灘橫剖面的沖淤分布及量級，對于分析工程設(shè)計能否達(dá)到預(yù)期效果，了解岸灘的平衡狀態(tài)，和確定沙灘頂部的干灘寬度有直接指導(dǎo)意義。其中，獲得岸灘的平衡狀態(tài)對人工沙灘建設(shè)坡度和沙灘補沙后坡度的確定有十分重要的意義，而沙灘坡度的確定對人工沙灘及補沙工程成功十分重要。當(dāng)人工沙灘橫剖面計算發(fā)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)計下沙灘頂部的干灘寬度無法達(dá)到預(yù)期，應(yīng)考慮對方案做出加高潛堤高程并將潛堤向外移動的修改，嘗試潛堤具有不同高程和位于不同位置的組合，并針對方案調(diào)整進(jìn)行模型的修改進(jìn)行新一輪的計算，以分析新的方案是否合適，直至方案調(diào)整到合適為止。
[0062]通過運用以上一系列數(shù)值模型對工程方案進(jìn)行各方面計算，并運用計算結(jié)果預(yù)測分析設(shè)計方案的實現(xiàn)結(jié)果，有利于及時調(diào)整設(shè)計方案，更有效地獲得合適的工程設(shè)計方案，降低人工沙灘或補沙養(yǎng)灘工程的失敗率，且數(shù)值模型計算相較傳統(tǒng)物理模型試驗具有經(jīng)濟(jì)、所需時間短、條件受限小的優(yōu)點，故對受經(jīng)濟(jì)和條件限制而無法開展物理模型試驗的人工沙灘或補沙養(yǎng)護(hù)工程而言具有優(yōu)勢。
[0063]進(jìn)一步，所述對工程結(jié)構(gòu)高程及穩(wěn)定性分析中通過擋浪墻穩(wěn)定性和高程進(jìn)行實驗分析，運用壓力傳感器測定擋浪墻上所受最大波浪水平力、與最大水平波浪力同步的波浪垂直力、擋浪墻底部浮托力及各項點壓力分布和同步的最大傾覆力矩;采用重現(xiàn)期為100a、50a、1a的波浪和設(shè)計高水位、極端高水位情況下的越浪量，測定擋浪墻高程。
[0064]本發(fā)明另一目的在于提供一種對擋浪墻穩(wěn)定性和高程進(jìn)行實驗的裝置，該擋浪墻穩(wěn)定性和高程進(jìn)行實驗的裝置包括波高儀和壓力傳感器，所述壓力傳感器多點分布在擋浪墻不同深度位置和擋浪墻底部，其中，水位變動處壓力傳感器的布置應(yīng)重視，所述壓力傳感器用于測定擋浪墻上所受最大波浪水平力、與最大水平波浪力同步的波浪垂直力、擋浪墻底部浮托力及各項點壓力分布和同步的最大傾覆力矩;波高儀用于測量水面波浪情況以便對邊界波浪進(jìn)行控制，所述波高儀和壓力傳感器均與外部檢測顯示裝置連接。
[0065]本發(fā)明另一目的在于提供一種人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工方法，包括以下步驟:
[0066]首先組織需要清淤或需要開挖的工；
[0067]然后，建設(shè)防波堤起基礎(chǔ)掩護(hù)作用的工程結(jié)構(gòu)；
[0068]再者，進(jìn)行工程平面效果形態(tài)所需工程結(jié)構(gòu)的施工，如拋填等，具體工程結(jié)構(gòu)依具體工程環(huán)境和工程要求不同；
[0069]再進(jìn)一步，根據(jù)人工沙灘剖面坡度大于自然岸灘坡度的情況在沙灘坡腳修建潛堤;
[0070]最后，實施人工沙灘的填沙或沙灘補沙。
[0071]本發(fā)明提供的建設(shè)的方法主要包括以下幾個方面:①原有工程海域的能量布局改變;②工程海域泥沙平面輸移的運動分析;③人工沙灘橫剖面(垂直岸線剖面)泥沙運動及其平衡狀態(tài)分析;④工程結(jié)構(gòu)高程及穩(wěn)定性研究;⑤人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工流程；⑥人工沙灘泥化波浪參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
[0072]原有工程海域的能量布局改變通過潛堤、防波堤、丁壩、離岸堤、導(dǎo)流堤等工程結(jié)構(gòu)和人工開挖等工程手段改變原有海域能量布局，有利于尋找人造沙灘或人工補沙能較長期穩(wěn)定存在的水動力格局。
[0073]工程海域泥沙平面輸移的運動分析通過對能量布局改變的工程海域分別進(jìn)行補沙前和補沙后泥沙運動的分析，了解工程海域的沙灘平面形態(tài)變化，有助于確定補沙的必要性和提出合適的補沙方案，并對設(shè)計方案的調(diào)整提出指導(dǎo)。
[0074]人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析可以研究不同水動力條件下沙灘橫剖面泥沙在垂直岸線方向的運動，獲得其平衡狀態(tài)的剖面，以此計算工程泥沙可能的流失情況，提出合理的設(shè)計修改意見和維護(hù)方案。
[0075]工程結(jié)構(gòu)高程及穩(wěn)定性研究在建設(shè)方案確定后對需要進(jìn)行安全論證的工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性分析，保障了工程安全性。
[0076]人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工流程對各工程手段及結(jié)構(gòu)在實際施工中的流程提出建議，為工程順利實施提供幫助。
[0077]人工沙灘泥化波浪參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，給出了人工沙灘泥化的臨界波浪參數(shù)的獲取建議和參考標(biāo)準(zhǔn)，有助避免沙灘泥化的情況。
【附圖說明】
[0078]圖1是本發(fā)明實施例提供的人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法流程圖；
[0079]圖2是本發(fā)明實施例提供的擋浪墻穩(wěn)定性和高程進(jìn)行實驗的裝置示意圖；
[0080]圖中:1、波高儀;2、壓力傳感器。
[0081 ]圖3是本發(fā)明實施例提供的海域能量布局改變的Mike21數(shù)值模型示意圖；
[0082]圖4是本發(fā)明實施例提供的海域泥沙平面運動分析的Delft3D數(shù)值模型示意圖；
[0083]圖5是本發(fā)明實施例提供的人工沙灘橫剖面泥沙運動及平衡分析的XBeach數(shù)值模型不意圖O
【具體實施方式】
[0084]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0085]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)描述。
[0086]如圖1所示:一種人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法，該人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法包括以下步驟:
[0087]SlOl:對原有工程海域的能量布局改變:通過潛堤、防波堤、丁壩、擋沙堤、離岸堤、導(dǎo)流堤工程結(jié)構(gòu)和人工開挖工程手段改變原有海域能量布局；具體采用的工程手段、工程結(jié)構(gòu)及布局依具體工程環(huán)境和工程要求進(jìn)行設(shè)計；
[0088]改變工程海域能量布局的各工程結(jié)構(gòu)，其大致作用:潛堤可以提前削弱部分波浪，并對泥沙的外移起到一定的攔截作用；防波堤削弱波浪能量，為部分區(qū)域起掩護(hù)作用;丁壩主要起調(diào)整水流和養(yǎng)灘，淤填灘岸的作用，其中，長丁壩可起到偏轉(zhuǎn)水流使其趨向?qū)Π兜奶袅髯饔?；短丁壩主要起局部調(diào)整水流和促淤養(yǎng)灘，保護(hù)河岸的作用；擋沙堤可攔截泥沙運動;離岸堤可促進(jìn)堤后泥沙淤積，其中，離岸線較近的，泥沙從岸線處向離岸堤淤積，離岸較遠(yuǎn)的，泥沙從離岸堤內(nèi)側(cè)向岸線淤積;導(dǎo)流堤主要起改變水流流向的作用；
[0089]S102:對工程海域泥沙平面輸移的運動分析:對已通過工程結(jié)構(gòu)和手段進(jìn)行能量布局改變的工程海域進(jìn)行平面泥沙輸移的運動分析，所述運動分析采用數(shù)值計算或物理模型試驗;具體采用的操作依具體工程實際確定；
[0090]對工程海域泥沙平面輸移的運動分析，數(shù)值計算所需軟件依工程實際情況進(jìn)行選擇，常用軟件有組1?521、016代30、乂86&吐(較小尺度)等，本發(fā)明以016代30為例；
[0091]對工程海域泥沙平面輸移的運動分析，物理模型實驗應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厮畡恿蜌庀髼l件的分析結(jié)果，選擇代表性和極端條件，對依工程實際地形進(jìn)行縮放的模型進(jìn)行作用，依此分析工程海域泥沙平面輸移的運動；
[0092]S103:對人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析:對不同水動力、促淤工程條件下沙灘橫剖面泥沙在垂直岸線方向的運動進(jìn)行經(jīng)驗、數(shù)值計算或物理模型實驗分析;具體采用的操作依具體工程實際確定；
[0093]對人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析，數(shù)值計算所需軟件依工程實際情況進(jìn)行選擇，常用軟件有XBeach、SBeach、Cshore等，本發(fā)明以XBeach為例；
[0094]對工人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析，物理模型實驗應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厮畡恿蜌庀髼l件的分析結(jié)果，選擇代表性和極端條件，對依工程實際地形進(jìn)行縮放的模型進(jìn)行作用，依此分析工程海域泥沙平面輸移的運動；
[0095]S104:對工程結(jié)構(gòu)高程及穩(wěn)定性分析:根據(jù)交通部規(guī)范計算算法(無條件開展試驗時)或物理模型試驗對工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)頂部的越浪量對工程結(jié)構(gòu)的高程分析；
[0096]SI 05:對人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工:施工單位按照防波堤、擋沙堤、潛堤、填沙的施工順序進(jìn)行具體施工并進(jìn)行后續(xù)養(yǎng)護(hù)。
[0097]所述對原有工程海域的能量布局改變中丁壩包括長丁壩和短丁壩，長丁壩用于偏轉(zhuǎn)水流使其趨向?qū)Π短袅?短丁壩用于局部調(diào)整水流和促淤養(yǎng)灘，所述離岸堤中離岸線較近的泥沙從岸線處向離岸堤淤積，離岸較遠(yuǎn)的泥沙從離岸堤內(nèi)側(cè)向岸線淤積。
[0098]圖2所示:所述擋浪墻穩(wěn)定性和高程進(jìn)行實驗的裝置包括波高儀和壓力傳感器等，具體實驗儀器的選用和儀器布設(shè)位置依實驗?zāi)康暮蛯嶒灛F(xiàn)實條件確定；
[0099]如圖3:所述對原有工程海域的能量布局改變中通過建立二維平面的Mike21數(shù)值模型進(jìn)行大、小潮常海況和風(fēng)暴潮極端海況水動力計算。MIKE 21是一個專業(yè)的工程軟件包，用于模擬河流、湖泊、河口、海灣、海岸及海洋的水流、波浪、泥沙及環(huán)境。采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，具有高級圖形用戶界面和豐富的后處理軟件包，可為工程應(yīng)用、海岸管理及規(guī)劃提供了完備、有效的設(shè)計環(huán)境；
[0100]對原有工程海域的能量布局改變的分析方法為:
[0101]首先，對根據(jù)工程海域原具體能量布局和工程目標(biāo)初步分析得到的工程設(shè)計進(jìn)行Mike21的建模。
[0102]對原有工程海域能量布局改變的分析主要經(jīng)過以下幾個過程:
[0103]運用Mike21的水動力模塊，選擇包含工程海域在內(nèi)的更廣闊海域作為數(shù)值模型的建模區(qū)域；
[0104]根據(jù)工程海域?qū)崪y地形進(jìn)行網(wǎng)格和模型底地形的建立；
[0105]依照初步確定的工程設(shè)計方案對模型底地形進(jìn)行修改；
[0106]依照設(shè)計方案在相應(yīng)位置添加工程結(jié)構(gòu)，如:防波堤、丁壩、潛堤、擋沙堤等等；
[0107]在模型海域邊界上添加邊界條件作為模型的環(huán)境驅(qū)動力；
[0108]設(shè)置數(shù)值模擬的總時間區(qū)間或總時長，同時設(shè)置合適的計算時間步長，合適的時間步長的選擇建議見下方說明；
[0109]設(shè)置模型結(jié)果的輸出要求，如輸出時間間隔等；
[0110]運算模型，提取結(jié)果；
[0111]分析提取的模型結(jié)果，并將該設(shè)計方案下海域能量布局的改變與預(yù)期設(shè)想進(jìn)行比較，由此可發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)計方案下的工程措施對工程海域能量布局的影響，并根據(jù)現(xiàn)有模擬結(jié)果進(jìn)行工程設(shè)計的調(diào)整；
[0112]對調(diào)整后的方案重復(fù)以上建模和計算的過程并分析新方案的數(shù)值結(jié)果，經(jīng)過這樣的反饋調(diào)節(jié)過程直至達(dá)到預(yù)想的能量布局效果；
[0113]所述進(jìn)行建模區(qū)域選擇時，數(shù)值模型的建模區(qū)域要盡量大于工程研究區(qū)域，確保模型計算時的邊界效應(yīng)不會影響到研究區(qū)域，同時邊界盡量選擇在深水位置；
[0114]大、小潮常海況和極端海況數(shù)值測試的方法路線大致相似，區(qū)別在于模型邊界條件的選取和模擬時間區(qū)間的選??；
[0115]所述模型海域邊界條件，在進(jìn)行常海況數(shù)值測試時，除需在各海域邊界上選取適當(dāng)點添加該處潮汐參數(shù)(如:振幅、赤角等)，此外，添加根據(jù)當(dāng)?shù)夭ê蚍治龃_定的當(dāng)?shù)爻２ɡ说膮?shù)(有效波高、周期、波向等)。模擬時間區(qū)間的選取上，小潮模擬選擇小潮期對應(yīng)的時間，大潮模擬選擇大潮期對應(yīng)的時間，潮汐邊界的參數(shù)不需要改變；
[0116]所述的模型海域邊界條件，在進(jìn)行極端海況數(shù)值測試時，除需在各海域邊界上選取適當(dāng)點添加該處潮汐參數(shù)(如:振幅、赤角等)外，還需添加根據(jù)當(dāng)?shù)夭ê蚍治龃_定的當(dāng)?shù)貥O端波浪的參數(shù)(有效波高、周期、波向等)。極端波浪參數(shù)可以按100年一遇或50年一遇的波浪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡單的參數(shù)確定。極端海況的計算還可根據(jù)歷史上的危險臺風(fēng)狀況，選取對工程破壞力最大的臺風(fēng)狀況進(jìn)行風(fēng)場添加。并在時間區(qū)間上選擇大潮期作為模擬區(qū)間，以模擬多種極端不利情況下的海域能量布局情況；
[0117]所述的時間步長的選擇以實際計算時模型可收斂為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定；
[0118]通過該步計算可預(yù)測工程海域的能量分布情況，獲得工程區(qū)域波高、周期、波向、流速等水動力情況的分布和大小情況，對于分析工程設(shè)計能否達(dá)到預(yù)期效果有指導(dǎo)意義，并且是調(diào)整方案并測試方案效果的有效手段。
[0119]如圖4:所述對工程海域泥沙平面輸移的運動分析中建立改變能量布局后的Delft3D數(shù)值模型，進(jìn)行補沙后的泥沙運動計算。Delft3D是荷蘭水工研究所開發(fā)的一套綜合模擬軟件包，可以模擬水動力、波浪、泥沙輸移、地形演變、水質(zhì)等。適用于河流及河口、海岸地區(qū)，模擬多維(二維、三維)的非恒定水流及泥沙輸移。Delft3D提供直角坐標(biāo)系、柱面坐標(biāo)系、曲線正交坐標(biāo)系，采用交錯網(wǎng)格布置變量，數(shù)值離散基于有限差分法，基本方程求解米用ADI法；
[0120]所述對工程海域泥沙平面輸移的運動分析方法為:
[0121]首先，對根據(jù)原工程海域環(huán)境和工程目標(biāo)初步分析得到的工程設(shè)計進(jìn)行Delft3d的建模；
[0122]工程海域泥沙平面輸移的運動分析所經(jīng)歷的過程與海域能量布局分析的過程基本一致，區(qū)別主要在于數(shù)值計算中包含的物理過程存在不同:
[0123]運用Delft3d水流、波浪和泥沙軟件模塊，選擇包含工程海域在內(nèi)的更廣闊海域作為數(shù)值模型的建模區(qū)域，區(qū)域選擇除需避免模型邊界效應(yīng)對研究區(qū)域的影響外；
[0124]根據(jù)工程海域?qū)崪y地形進(jìn)行網(wǎng)格和模型底地形的建立；
[0125]依照對工程海域泥沙平面輸移的運動分析確定的工程設(shè)計方案對模型底地形進(jìn)行修改并在相應(yīng)位置添加工程結(jié)構(gòu)；
[0126]在模型海域邊界上添加邊界條件作為模型的環(huán)境驅(qū)動力；
[0127]設(shè)置數(shù)值模擬的總時間區(qū)間或總時長，同時設(shè)置計算時間步長；
[0128]設(shè)置模型結(jié)果的輸出要求，如輸出時間間隔等；
[0129]運算模型，提取結(jié)果；
[0130]分析提取的模型結(jié)果，并將該設(shè)計方案下預(yù)測得到的泥沙平面輸移運動情況與預(yù)期設(shè)想進(jìn)行比較，由此可發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)計方案下的工程措施對泥沙平面輸移運動情況(即工程區(qū)域內(nèi)底床沖淤的分布)的影響，并根據(jù)現(xiàn)有模擬結(jié)果進(jìn)行工程設(shè)計的調(diào)整；
[0131]對調(diào)整后的方案重復(fù)以上建模和計算的過程并分析新方案的數(shù)值結(jié)果，經(jīng)過這樣的反饋調(diào)節(jié)過程直至達(dá)到預(yù)想的泥沙平面輸移情況；
[0132]大、小潮常海況和極端海況數(shù)值測試的方法路線與海域能量布局改變的部分基本相同，區(qū)別在于模型邊界條件還需添加泥沙邊界，故對于多數(shù)不易得知泥沙濃度的工程情況，邊界處泥沙濃度設(shè)為平衡狀態(tài)(模型選項)，或?qū)⒑Ｓ蜻吔邕x在泥沙濃度很低的深水處，將邊界濃度設(shè)為O ；
[0133]通過該步計算可預(yù)測工程區(qū)域不同位置平面泥沙運動的數(shù)量和方向、獲得工程區(qū)域平面沖淤的分布和量級，對于分析工程設(shè)計能否達(dá)到預(yù)期效果，了解人工沙灘是否需要補沙及補沙量，和預(yù)測后期人工沙灘的養(yǎng)護(hù)方法有直接的指導(dǎo)。若通過數(shù)值計算經(jīng)發(fā)現(xiàn)工程區(qū)域中間擋沙堤的擋沙效果還不夠，可考慮在方案設(shè)計中加長擋沙堤，再進(jìn)行數(shù)值計算，比較數(shù)值結(jié)果與工程預(yù)期，一直調(diào)整方案至達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
[0134]如圖5:所述對人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析中通過建立不同水動力條件下的XBeach岸灘數(shù)值模型進(jìn)行數(shù)值計算并進(jìn)行分析。XBeach模型是一個基于結(jié)構(gòu)化Fortran 77/90架構(gòu)的二維平面海岸動力學(xué)數(shù)值模型，由TU Delft(代爾福特理工大學(xué))和Deltares Institute(代爾夫特三角洲研究中心)聯(lián)合開發(fā)，可用于模擬潮波、海嘯波、風(fēng)暴潮以及相應(yīng)的海岸線演變、海床演變和泥沙輸運等海岸動力學(xué)過程；
[0135]所述對人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析方法為:
[0136]首先，對根據(jù)原工程海域環(huán)境和工程目標(biāo)初步分析得到的工程設(shè)計進(jìn)行XBeach建模。
[0137]人工沙灘橫剖面運動及平衡狀態(tài)分析所經(jīng)歷的過程與工程區(qū)域平面泥沙輸移運動分析的過程基本一致，區(qū)別主要在于數(shù)值計算中側(cè)重的方面不同:
[0138]選擇工程關(guān)鍵位置的橫剖面作為數(shù)值模型的研究對象，并依邊界處的波浪條件將模型邊界點選在據(jù)沙灘起始點3倍波長以上的深水處；
[0139]根據(jù)選取的橫剖面的地形進(jìn)行網(wǎng)格和模型底地形的建立；
[0140]依照對人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析確定的工程設(shè)計方案對模型底地形進(jìn)行修改并在相應(yīng)位置添加工程結(jié)構(gòu)；
[0141]在模型海域邊界點上添加波浪、潮汐(水位)、泥沙邊界條件作為模型的環(huán)境驅(qū)動力，具體建議與前兩部分給出的建議相同；
[0142]設(shè)置數(shù)值模擬的總時長，同時設(shè)置CFL數(shù)(計算時間步長設(shè)置項)；
[0143]設(shè)置模型結(jié)果的輸出要求，如輸出時間間隔、輸出變量等；
[0144]運算模型，提取結(jié)果；
[0145]分析提取的模型結(jié)果，并將該設(shè)計方案下預(yù)測得到的岸灘橫剖面沖淤情況與預(yù)期設(shè)想進(jìn)行比較，由此可發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)計方案下的工程措施對岸灘橫剖面泥沙運動情況的影響，并根據(jù)現(xiàn)有模擬結(jié)果進(jìn)行工程設(shè)計的調(diào)整；
[0146]對調(diào)整后的方案重復(fù)以上建模和計算的過程并分析新方案的數(shù)值結(jié)果，經(jīng)過這樣的反饋調(diào)節(jié)過程直至達(dá)到預(yù)想的岸灘橫剖面泥沙運動情況；
[0147]通過該步計算可預(yù)測岸灘橫剖面上泥沙的運動情況，獲得岸灘橫剖面的沖淤分布及量級，對于分析工程設(shè)計能否達(dá)到預(yù)期效果，了解岸灘的平衡狀態(tài)，和確定沙灘頂部的干灘寬度有直接指導(dǎo)意義。其中，獲得岸灘的平衡狀態(tài)對人工沙灘建設(shè)坡度和沙灘補沙后坡度的確定有十分重要的意義，而沙灘坡度的確定對人工沙灘及補沙工程成功十分重要。當(dāng)人工沙灘橫剖面計算發(fā)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)計下沙灘頂部的干灘寬度無法達(dá)到預(yù)期，應(yīng)考慮對方案做出加高潛堤高程并將潛堤向外移動的修改，嘗試潛堤具有不同高程和位于不同位置的組合，并針對方案調(diào)整進(jìn)行模型的修改進(jìn)行新一輪的計算，以分析新的方案是否合適，直至方案調(diào)整到合適為止。
[0148]通過運用以上一系列數(shù)值模型對工程方案進(jìn)行各方面計算，并運用計算結(jié)果預(yù)測分析設(shè)計方案的實現(xiàn)結(jié)果，有利于及時調(diào)整設(shè)計方案，更有效地獲得合適的工程設(shè)計方案，降低人工沙灘或補沙養(yǎng)灘工程的失敗率，且數(shù)值模型計算相較傳統(tǒng)物理模型試驗具有經(jīng)濟(jì)、所需時間短、條件受限小的優(yōu)點，故對受經(jīng)濟(jì)和條件限制而無法開展物理模型試驗的人工沙灘或補沙養(yǎng)護(hù)工程而言具有優(yōu)勢。
[0149]所述對工程結(jié)構(gòu)高程及穩(wěn)定性分析中通過擋浪墻穩(wěn)定性和高程進(jìn)行實驗，測定擋浪墻上所受最大波浪水平力、與最大水平波浪力同步的波浪垂直力、擋浪墻底部浮托力及各項點壓力分布和同步的最大傾覆力矩；采用重現(xiàn)期為100a、50a、1a的波浪和設(shè)計高水位、極端高水位情況下的越浪量，測定擋浪墻高程。
[0150]一種人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工方法包括以下步驟:
[0151]首先組織存在清淤或需要開挖的工程；
[0152]然后，建設(shè)防波堤起基礎(chǔ)掩護(hù)作用的工程結(jié)構(gòu)；
[0153]再者，進(jìn)行工程平面效果形態(tài)所需的工程結(jié)構(gòu)的建設(shè)，具體工程結(jié)構(gòu)依具體工程環(huán)境和工程要求不同；
[0154]再進(jìn)一步，根據(jù)人工沙灘剖面坡度大于自然岸灘坡度的情況在沙灘坡腳修建潛堤;
[0155]最后，實施人工沙灘的填沙或沙灘補沙。
[0156]下面結(jié)合原理分析對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0157]原有工程海域的能量布局改變:通過潛堤、防波堤、丁壩、擋沙堤、離岸堤、導(dǎo)流堤工程結(jié)構(gòu)和人工開挖工程手段改變原有海域能量布局，創(chuàng)造人造沙灘或人工補沙能較長期穩(wěn)定存在的水動力條件；
[0158]工程海域泥沙平面輸移的運動分析:對已通過工程結(jié)構(gòu)和手段進(jìn)行能量布局改變的工程海域進(jìn)行平面泥沙輸移的運動分析，所述手段采用數(shù)值計算或物理模型試驗以此分析工程海域的沙灘平面形態(tài)變化，并與所述的海域能量布局改變相互反饋調(diào)節(jié)獲得沙灘平面的規(guī)劃設(shè)想；
[0159]人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析:對不同水動力、促淤工程條件下沙灘橫剖面泥沙在垂直岸線方向的運動進(jìn)行經(jīng)驗、數(shù)值計算或物理模型實驗分析，以此獲得不同工程條件下其不同平衡狀態(tài)的剖面，并計算工程泥沙可能的流失情況，并與所述的海域能量布局改變相互反饋調(diào)節(jié)獲得沙灘平面的規(guī)劃設(shè)想；
[0160]工程結(jié)構(gòu)高程及穩(wěn)定性研究:根據(jù)交通部規(guī)范計算或通過物理模型試驗進(jìn)行估計，根據(jù)工程區(qū)域?qū)嶋H情況選取不同水動力條件，對需要進(jìn)行安全論證的工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，工程結(jié)構(gòu)的高程根據(jù)結(jié)構(gòu)上方的越浪量和具體的工程要求綜合確定；
[0161]人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工流程:對各工程手段及結(jié)構(gòu)在實際施工中的流程提出建議；
[0162]人工沙灘泥化波浪參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，給出人工沙灘泥化的臨界波浪參數(shù)的獲取建議和參考標(biāo)準(zhǔn)。
[0163]所述的原有工程海域的能量布局改變在了解該地波候、潮流、地質(zhì)自然條件后根據(jù)工程目標(biāo)對海域能量布局進(jìn)行改變，需注意改變后的水動力條件既要避免過強造成沙灘侵蝕流失，也要注意避免水動力條件過弱造成新建人工沙灘泥化。
[0164]所述的原有工程海域的能量布局改變通過潛堤、防波堤、丁壩、擋沙堤、離岸堤、導(dǎo)流堤工程結(jié)構(gòu)組合和人工開挖、清淤工程手段實現(xiàn)，所述人工開挖、清淤是防止沙灘泥化時的重要手段。
[0165]所述的原有工程海域的能量布局改變、工程海域泥沙平面輸移的運動分析和人工沙灘橫剖面泥沙運動及其平衡狀態(tài)分析的方法包括以下步驟:
[0166]簡單理論和經(jīng)驗的初步分析；
[0167]建立數(shù)值計算模型進(jìn)行數(shù)值分析；
[0168]在必要且可行的情況下，對工程方案進(jìn)行物理模型試驗。
[0169]所述的原有工程海域的能量布局改變在通過數(shù)值計算手段進(jìn)行分析時，選取的海域動力情況需包括大、小潮常海況和風(fēng)暴潮極端海況計算，并在有需要的情況下，對不同階段工程的布局進(jìn)行模擬計算;具體實施時根據(jù)工程實際情況進(jìn)行工況增減。
[0170]所述的工程海域泥沙平面輸移的運動分析首先對能量布局改變后的海域進(jìn)行補沙前的泥沙運動研究，分析原有沙源的泥沙運動在新的能量布局下對工程目標(biāo)的實現(xiàn)情況，以此確定是否需要人工補沙及隨后的補沙方案，經(jīng)過分析認(rèn)為需要人工補沙的，進(jìn)行補沙后的泥沙運動計算。
[0171]所述的工程海域泥沙平面輸移的運動分析，在進(jìn)行數(shù)值計算分析時選取的海域動力情況應(yīng)包括大、小潮常海況和風(fēng)暴潮極端海況的計算組合;時間尺度上盡量包括泥沙輸移的季度計算和年計算;對不同階段工程的布局進(jìn)行模擬計算，具體實施時根據(jù)工程區(qū)域?qū)嶋H情況可進(jìn)行工況增減。
[0172]所述的人工沙灘橫剖面泥沙運動及其平衡狀態(tài)分析，在采用數(shù)值計算方法時，考慮分割區(qū)域建模或考慮選擇較關(guān)鍵位置，對岸灘剖面進(jìn)行數(shù)值模型的建立和計算。
[0173]所述的工程海域泥沙平面輸移的運動分析和人工沙灘橫剖面泥沙運動及其平衡狀態(tài)分析，在運用數(shù)值計算進(jìn)行分析時，考慮通過改變部分區(qū)域底質(zhì)參數(shù)(如提高人工沙灘區(qū)域外的臨界剪切應(yīng)力以限制外界區(qū)域?qū)こ虆^(qū)的泥沙供給等)限制該區(qū)域泥沙運動，以此預(yù)估人工沙灘平面變化或泥沙流失的最大情況。
[0174]所述的工程結(jié)構(gòu)高程及穩(wěn)定性研究，對有交通部規(guī)范可依的，進(jìn)行規(guī)范計算確定，對無規(guī)范可依或有規(guī)范但仍需進(jìn)行實驗測定的，進(jìn)行物理模型試驗。
[0175]—種人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工流程方法包括以下步驟:
[0176]存在清淤或開挖需要時，首先組織這類工程；
[0177]然后，建設(shè)防波堤起基礎(chǔ)掩護(hù)作用的工程結(jié)構(gòu)，為后續(xù)施工提供隱蔽條件；
[0178]再者，進(jìn)行工程平面效果形態(tài)所需的工程結(jié)構(gòu)(如:丁壩、擋沙堤、導(dǎo)流堤、離岸堤等);
[0179]再進(jìn)一步，對于人工沙灘剖面坡度大于自然岸灘坡度的情況考慮在沙灘坡腳修建潛堤，潛堤的修建一方面可起到削減波浪的作用，另一方面可對人工沙灘泥沙的離岸運動起到攔截作用；
[0180]最后，按施工組織實施人工沙灘的填沙或沙灘補沙。其中，對于原本沙灘質(zhì)量較高，但因人為因素造成沙灘受損的情況，人工沙灘泥沙粒徑的選擇應(yīng)以附近沙灘泥沙粒徑為參考，在灘肩部位的補沙可選用不同粒徑級配的泥沙，經(jīng)波浪自然篩選后將呈現(xiàn)自然的泥沙分選狀態(tài)。
[0181]所述的人工沙灘波浪參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過具體工程區(qū)域附近不同類型岸灘的波浪動力條件分析獲得，或通過與現(xiàn)場同容重淤泥的揚動實驗獲得波浪摩阻流速，進(jìn)一步根據(jù)水深獲得泥化波浪的臨界參數(shù)(可查表)，若因條件限制較難獲得具體沙灘泥化的臨界波浪參數(shù)，則提供的建議參考標(biāo)準(zhǔn)為人工沙灘水深1.5m處位置處一年中超過12個小時的有效波高要不小于0.3?0.4m。
[0182]下面結(jié)合應(yīng)用原理對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0183]原有工程海域的能量布局改變，首先應(yīng)對工程所在區(qū)域涉及的氣候、潮汐、波浪、地質(zhì)等工程資料進(jìn)行收集和分析，以了解該地波候、潮流及地質(zhì)條件等。根據(jù)當(dāng)?shù)卦咀匀粭l件和預(yù)期的沙灘效果，進(jìn)行工程區(qū)域能量布局改變的設(shè)計。
[0184]原有工程海域的能量布局改變，對于原工程區(qū)域由于泥沙粒徑小且水動力條件弱造成淤泥質(zhì)岸灘的情況要適當(dāng)?shù)卦鰪姽こ虆^(qū)域水動力條件，防止新建人工沙灘的泥化。而對于因原有工程區(qū)域水動力條件較強造成沙灘侵蝕后退和較難形成沙灘的情況主要考慮通過工程措施削弱該區(qū)域的水動力條件，并配合泥沙攔截工程形成能促使泥沙淤積或維持人工沙灘較長期穩(wěn)定的區(qū)域能量布局，同時要防止局部水動力條件過弱，以免造成沙灘泥化。其中，沙灘泥化的具體水動力條件據(jù)當(dāng)?shù)啬嗌承再|(zhì)和水深等條件確定。具體工程區(qū)域能量布局的改變可通過潛堤、防波堤、丁壩、擋沙堤、離岸堤、導(dǎo)流堤等工程結(jié)構(gòu)組合和人工開挖、清淤等工程手段實現(xiàn)。
[0185]原有工程海域的能量布局改變，可采用數(shù)值計算或物理模型試驗進(jìn)行設(shè)計。建議先建立工程區(qū)域的二維平面數(shù)值計算模型(具體數(shù)值計算模型可采用Mike21、Delft3D)，按照設(shè)計方案的工程措施對原有海域模型的地形進(jìn)行改變，施加原有海域動力邊界條件，獲得設(shè)計方案下工程海域的能量布局，并以此進(jìn)行方案的優(yōu)化改進(jìn);隨后，在必要的情況下對數(shù)模篩選的設(shè)計方案進(jìn)行物理模型試驗獲得能量布局，優(yōu)化設(shè)計方案。
[0186]原有工程海域的能量布局改變，在數(shù)值計算中選取的海域動力情況包括大、小潮常海況和風(fēng)暴潮極端海況等計算，對不同階段工程的布局進(jìn)行模擬計算。具體實施時根據(jù)工程區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)行工況增減。
[0187]工程海域泥沙平面輸移的運動分析大致分為兩步。首先是采用數(shù)值計算或物理模型試驗等對進(jìn)行能量布局改變的工程海域進(jìn)行補沙前的泥沙運動分析，以此分析工程海域原有沙源在新的能量布局下的平面運動情況，重點分析原有沙源的泥沙運動在新的能量布局下能否實現(xiàn)工程目標(biāo)，實現(xiàn)程度及所需時間，以此確定是否需要人工補沙及補沙方案。若經(jīng)過分析認(rèn)為人工補沙需要進(jìn)行，則進(jìn)行補沙后的泥沙運動計算，以此分析補沙后沙灘在動力作用下平面形態(tài)的變化，并根據(jù)工程目標(biāo)進(jìn)行工程方案的修改。該步與上一步海域能量布局改變相互反饋調(diào)節(jié)以盡量實現(xiàn)沙灘平面的規(guī)劃設(shè)想。
[0188]工程海域泥沙平面輸移的運動分析建議步驟為:①通過簡單理論和經(jīng)驗進(jìn)行初步分析;②建立工程設(shè)計方案的二維平面數(shù)值計算模型(具體數(shù)值計算模型可采用Delft3D)，在其中根據(jù)實際泥沙參數(shù)添加泥沙選項，對模型進(jìn)行泥沙輸移運算，數(shù)值模型可考慮通過改變部分區(qū)域底質(zhì)參數(shù)(如提高人工沙灘區(qū)域外的臨界剪切應(yīng)力以限制外界區(qū)域?qū)こ虆^(qū)的泥沙供給等)限制該區(qū)域泥沙運動，以此預(yù)估人工沙灘平面變化的最大情況;③在必要的條件下，可對工程方案進(jìn)行物理模型試驗，以此提供工程區(qū)域泥沙平面運動的可能情況。
[0189]工程海域泥沙平面輸移的運動分析，在數(shù)值計算中選取的海域動力情況包括大、小潮常海況和風(fēng)暴潮極端海況等計算組合;從時間上，包括泥沙輸移的季度計算和年計算；對不同階段工程的布局進(jìn)行模擬計算。具體實施時根據(jù)工程區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)行工況增減。
[0190]人工沙灘橫剖面泥沙運動及其平衡狀態(tài)分析，是通過經(jīng)驗、數(shù)值計算或物理模型實驗對不同水動力條件下的沙灘橫剖面進(jìn)行平衡狀態(tài)計算，根據(jù)平衡剖面的形態(tài)可以把握人工沙灘或補沙后沙灘的平衡狀態(tài)，預(yù)估沙灘在今后可能的泥沙流失情況，有利于工程實際補沙量的估計、補沙方式的確定及沙灘維護(hù)工程的設(shè)計。此步與第一步海域能量布局改變也是相互反饋調(diào)節(jié)的，以最終實現(xiàn)沙灘平面的規(guī)劃設(shè)想。
[0191]人工沙灘橫剖面泥沙運動及其平衡狀態(tài)分析中提到的岸灘剖面數(shù)值計算模型XBeach，其目前適用的計算空間量級為幾千米的較小區(qū)域，時間量級為風(fēng)暴時程。同時，XBeach網(wǎng)格的X軸方向要盡量與岸線垂直，否則會造成部分區(qū)域計算不準(zhǔn)確，這就要求當(dāng)岸線彎曲時，XBeach的網(wǎng)格建立需選用曲線網(wǎng)格，但對于某些岸線彎曲程度很大的區(qū)域，曲線網(wǎng)格的建立具有一定難度，直接用XBeach對整個區(qū)域進(jìn)行二維建模計算是不合適的。對于這種情況，可考慮分割計算區(qū)域，在分割區(qū)域的邊界容易獲取和處理的情況下建議考慮對區(qū)域進(jìn)行分割計算，或者考慮選擇較關(guān)鍵位置的岸灘剖面建立一維模型進(jìn)行計算。CShore目前是適用于平直岸線且垂直岸線建模的岸灘計算模型，建議考慮選擇較關(guān)鍵位置的岸灘剖面建立一維模型進(jìn)行計算。
[0192]工程結(jié)構(gòu)高程及穩(wěn)定性研究，對其中一些結(jié)構(gòu)物可依據(jù)交通部規(guī)范進(jìn)行計算確定，而對規(guī)范中沒有提供具體算法或提供計算方法但仍需進(jìn)行實驗測定的，可進(jìn)行物理模型試驗。根據(jù)工程區(qū)域?qū)嶋H情況選取不同水動力條件，對需要進(jìn)行安全論證的工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，并進(jìn)行包括滑動、傾覆等穩(wěn)定性的分析，結(jié)構(gòu)的高程根據(jù)該結(jié)構(gòu)上方的越浪量和具體的工程要求綜合確定。最后，根據(jù)計算結(jié)果和實驗分析對結(jié)構(gòu)物進(jìn)行調(diào)整。
[0193]人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工流程在實際施工時存在清淤或開挖必要的首先組織這類工程。然后，考慮建設(shè)防波堤等起基礎(chǔ)掩護(hù)作用的工程結(jié)構(gòu)，為后續(xù)其他結(jié)構(gòu)的施工和人工沙灘及沙灘補沙工程的建設(shè)提供穩(wěn)定的水動力條件，降低后續(xù)施工的難度和泥沙流失。接下來，根據(jù)工程效果所需的平面岸線形態(tài)及工程設(shè)計，進(jìn)行丁壩、擋沙堤、導(dǎo)流堤、離岸堤等建設(shè)。再下來，對人工沙灘剖面坡度大于自然岸灘坡度的情況要考慮在沙灘坡腳修建潛堤，潛堤的修建一方面可起到削減波浪的作用，另一方面可對人工沙灘泥沙的離岸運動起到攔截作用。最后，按施工組織實施人工沙灘的填沙或沙灘補沙。其中，關(guān)于泥沙粒徑的選擇與人工沙灘坡度有較大關(guān)系，可根據(jù)Dean平衡剖面理論初步確定，同時，需要考慮當(dāng)?shù)厮畡恿l件和沙源情況。對于工程區(qū)域原本沙灘質(zhì)量較高，但因人為因素造成沙灘受損的情況，人工沙灘泥沙粒徑的選擇應(yīng)以附近沙灘泥沙粒徑為參考。在灘肩部位的補沙可選用不同粒徑級配的泥沙，經(jīng)波浪自然篩選后將呈現(xiàn)自然的泥沙分選狀態(tài)。
[0194]人工沙灘泥化波浪參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具體的人工沙灘泥化波浪臨界參數(shù)與當(dāng)?shù)啬嗌车男再|(zhì)和局地水深有關(guān)，可通過具體工程區(qū)域附近不同類型岸灘的波浪動力條件分析獲得，具體分析過程為:選取工程附近的淤泥質(zhì)岸灘剖面、泥沙混合剖面和沙質(zhì)剖面進(jìn)行灘面坡度、泥化高程和當(dāng)?shù)夭ɡ艘氐南嚓P(guān)性分析，由此獲得當(dāng)?shù)貫┟嫫露?、泥化高程和波浪要素的大致關(guān)系，從而確定當(dāng)?shù)啬嗷ɡ说呐R界參數(shù);或通過與現(xiàn)場同容重淤泥的揚動實驗獲得波浪臨界摩阻流速，進(jìn)一步根據(jù)水深獲得沙灘泥化的波浪臨界參數(shù)(可查表)。若因條件限制較難獲得具體泥化的波浪參數(shù)，則提供的建議參考標(biāo)準(zhǔn)為人工沙灘水深I(lǐng).5m處位置處一年中超過12個小時的有效波高要不小于0.3?0.4m。
[0195]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0196]以下圖2?圖5均取自日照港石臼港區(qū)東區(qū)煤炭堆場海岸帶恢復(fù)開發(fā)概念規(guī)劃波浪潮流泥沙數(shù)學(xué)模型計算。
[0197]圖2為高程及穩(wěn)定性研究的實驗布置示意圖。實驗分別對擋浪墻穩(wěn)定性和高程進(jìn)行了實驗。對于擋浪墻穩(wěn)定性實驗，分別測定了擋浪墻上所受最大波浪水平力、與最大水平波浪力同步的波浪垂直力、擋浪墻底部浮托力及各項點壓力分布，與此同步的最大傾覆力矩;測定擋浪墻上所受最大浮托力、與最大浮托力同步的波浪水平力、垂直力的同步值及各項點壓力，與此同步的擋浪墻最大傾覆力矩。對于擋浪墻高程實驗，采用重現(xiàn)期為100a、50a、1a的波浪和設(shè)計高水位、極端高水位情況下的越浪量，以此根據(jù)工程要求確定擋浪墻高程。
[0198]圖3所示:海域能量布局改變的Mike21數(shù)值模型示意圖，分別為有效波高分布圖和漲急、落急時刻的水流分布圖。
[0199]首先，根據(jù)工程區(qū)域波候、潮流、地質(zhì)等自然條件分析，確定由潛堤、防波堤、擋沙堤、導(dǎo)流堤等改變工程區(qū)域能量布局的工程結(jié)構(gòu)的組合和位置。由此建立二維平面的Mike21數(shù)值模型進(jìn)行大、小潮常海況和風(fēng)暴潮極端海況等水動力計算，評估工程結(jié)構(gòu)對能量布局的影響。
[0200]圖4為實例中工程海域泥沙平面運動分析的Delft3D數(shù)值模型建立圖。
[0201]建立改變能量布局后的Delft3D工程區(qū)域模型，此例因工程經(jīng)前期論證必須進(jìn)行人工補沙，故直接進(jìn)行補沙后的泥沙運動計算，分析補沙后沙灘在動力作用下平面形態(tài)的變化。其中，在人工沙灘坡腳外的海底地形的臨界侵蝕剪切應(yīng)力均被放大，以限制人工沙灘外的泥沙在侵蝕后被搬運到人工沙灘區(qū)域，以此預(yù)估人工沙灘泥沙流失的最大情況。數(shù)值計算的工況包括常海況計算和變動水位下風(fēng)暴潮極端海況計算工況。
[0202]圖5所示為人工沙灘橫剖面泥沙運動及平衡狀態(tài)分析的XBeach數(shù)值模型示意圖。根據(jù)工程區(qū)域泥沙平面運動分析的結(jié)果結(jié)合其他經(jīng)驗，選擇較關(guān)鍵位置的岸灘剖面建立不同水動力條件下的一維XBeach岸灘模型，進(jìn)行數(shù)值計算，獲得其在不同水動力條件下的岸灘平衡剖面，并對其進(jìn)行分析。
[0203]最后，施工單位按照防波堤、擋沙堤、潛堤、填沙的施工順序進(jìn)行具體施工組織。
[0204]上述工程設(shè)計布局保證人工沙灘水深1.5m處位置處一年中超過12個小時的有效波高要盡量不小于0.3?0.4m的要求。
[0205]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法，其特征在于，該人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法包括以下步驟: 對原有工程海域的能量布局改變:通過潛堤、防波堤、丁壩、擋沙堤、離岸堤、導(dǎo)流堤工程結(jié)構(gòu)和人工開挖的工程手段改變原有海域能量布局，潛堤用于提前削弱波浪，并對泥沙的外移攔截;防波堤用于削弱波浪能量，丁壩用于調(diào)整水流和養(yǎng)灘，擋沙堤用于攔截泥沙運動;離岸堤用于堤后泥沙淤積，導(dǎo)流堤工程結(jié)構(gòu)用于改變水流流向；人工開挖工程手段根據(jù)工程環(huán)境和工程要求進(jìn)行； 對工程海域泥沙平面輸移的運動分析:對已通過工程結(jié)構(gòu)和手段進(jìn)行能量布局改變的工程海域進(jìn)行平面泥沙輸移的運動分析，所述運動分析采用數(shù)值計算;所述數(shù)值計算通過軟件 Mike21、Dleft3D、XBeach 進(jìn)行計算； 對人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析:對不同水動力、促淤工程條件下沙灘橫剖面泥沙在垂直岸線方向的運動進(jìn)行數(shù)值計算，數(shù)值計算通過軟件XBeach、SBeach、CShore進(jìn)行計算； 對工程結(jié)構(gòu)高程及穩(wěn)定性分析:根據(jù)交通部規(guī)范計算算法或物理模型試驗對工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)頂部的越浪量對工程結(jié)構(gòu)的高程分析； 對人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工:施工單位按照防波堤、擋沙堤、潛堤、填沙的施工順序進(jìn)行具體施工并進(jìn)行后續(xù)養(yǎng)護(hù)。2.如權(quán)利要求1所述的人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法，其特征在于，對原有工程海域的能量布局改變中人工開挖工程手段根據(jù)工程環(huán)境和工程要求進(jìn)行，所述工程環(huán)境為淤泥豐富的區(qū)域和水動力過弱的區(qū)域，所述工程要求為對淤泥豐富的區(qū)域補沙前進(jìn)行開挖清淤，對水動力過弱的區(qū)域進(jìn)行開挖增強水動力。3.如權(quán)利要求1所述的人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法，其特征在于，所述對原有工程海域的能量布局改變中丁壩包括長丁壩和短丁壩，長丁壩用于偏轉(zhuǎn)水流使其趨向?qū)Π短袅?短丁壩用于局部調(diào)整水流和促淤養(yǎng)灘，所述離岸堤中離岸線較近的泥沙從岸線處向離岸堤淤積，離岸較遠(yuǎn)的泥沙從離岸堤內(nèi)側(cè)向岸線淤積。4.權(quán)利要求1所述的人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法，其特征在于，所述對原有工程海域的能量布局改變中通過建立二維平面的Mike21數(shù)值模型進(jìn)行大、小潮常海況和風(fēng)暴潮極端海況水動力計算； 對原有工程海域的能量布局改變的分析方法為: 對根據(jù)工程海域原具體能量布局和工程目標(biāo)初步分析得到的工程設(shè)計進(jìn)行Mike21的建模； 運用Mi ke21的水動力模塊，選擇包含工程海域在內(nèi)的更廣闊海域作為數(shù)值模型的建模區(qū)域； 根據(jù)工程海域?qū)崪y地形進(jìn)行網(wǎng)格和模型底地形的建立； 依照初步確定的工程設(shè)計方案對模型底地形進(jìn)行修改； 依照設(shè)計方案在相應(yīng)位置添加工程結(jié)構(gòu)； 在模型海域邊界上添加邊界條件作為模型的環(huán)境驅(qū)動力； 設(shè)置數(shù)值模擬的總時間區(qū)間或總時長，同時設(shè)置合適的計算時間步長； 設(shè)置模型結(jié)果的輸出要求； 運算模型，提取結(jié)果； 分析提取的模型結(jié)果，并將該設(shè)計方案下海域能量布局的改變與預(yù)期設(shè)想進(jìn)行比較，并根據(jù)現(xiàn)有模擬結(jié)果進(jìn)行工程設(shè)計的調(diào)整； 對調(diào)整后的方案重復(fù)以上建模和計算的過程并分析新方案的數(shù)值結(jié)果，經(jīng)過反饋調(diào)節(jié)直至達(dá)到預(yù)想的能量布局； 所述進(jìn)行建模區(qū)域選擇，數(shù)值模型的建模區(qū)域大于工程研究區(qū)域，邊界選擇在深水位置； 所述模型海域邊界條件，在進(jìn)行常海況數(shù)值測試時，在各海域邊界上選取適當(dāng)點添加該處潮汐參數(shù)和添加根據(jù)當(dāng)?shù)夭ê蚍治龃_定的當(dāng)?shù)爻２ɡ说膮?shù)，在模擬時間區(qū)間的選取上，小潮模擬選擇小潮期對應(yīng)的時間，大潮模擬選擇大潮期對應(yīng)的時間，潮汐邊界的參數(shù)不改變;在進(jìn)行極端海況數(shù)值測試時，在各海域邊界上選取適當(dāng)點添加該處潮汐參數(shù)和添加根據(jù)當(dāng)?shù)夭ê蚍治龃_定的當(dāng)?shù)貥O端波浪的參數(shù)，極端海況的計算選取對工程破壞力最大的臺風(fēng)狀況進(jìn)行風(fēng)場添加，并在時間區(qū)間上選擇大潮期作為模擬區(qū)間； 所述時間步長的選擇以實際計算時模型收斂為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定。5.如權(quán)利要求1所述的人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法，其特征在于，所述對工程海域泥沙平面輸移的運動分析中建立改變能量布局后的Delft3D數(shù)值模型，進(jìn)行補沙后的泥沙運動計算； 對工程海域泥沙平面輸移的運動分析方法為: 對根據(jù)原工程海域環(huán)境和工程目標(biāo)初步分析得到的工程設(shè)計進(jìn)行Delft3d的建模； 運用Delft3d水流、波浪和泥沙軟件模塊，選擇包含工程海域在內(nèi)的更廣闊海域作為數(shù)值模型的建模區(qū)域； 根據(jù)工程海域?qū)崪y地形進(jìn)行網(wǎng)格和模型底地形的建立； 依照對工程海域泥沙平面輸移的運動分析確定的工程設(shè)計方案對模型底地形進(jìn)行修改并在相應(yīng)位置添加工程結(jié)構(gòu)； 在模型海域邊界上添加邊界條件作為模型的環(huán)境驅(qū)動力； 設(shè)置數(shù)值模擬的總時間區(qū)間或總時長，同時設(shè)置計算時間步長； 設(shè)置模型結(jié)果的輸出要求； 運算模型，提取結(jié)果； 分析提取的模型結(jié)果，并將該設(shè)計方案下預(yù)測得到的泥沙平面輸移運動情況與預(yù)期設(shè)想進(jìn)行比較，并根據(jù)現(xiàn)有模擬結(jié)果進(jìn)行工程設(shè)計的調(diào)整； 對調(diào)整后的方案重復(fù)以上建模和計算的過程并分析新方案的數(shù)值結(jié)果，經(jīng)過反饋調(diào)節(jié)過程直至達(dá)到預(yù)期設(shè)想的泥沙平面輸移情況； 所述模型邊界條件添加泥沙邊界，對于不得知泥沙濃度的工程情況，邊界處泥沙濃度設(shè)為平衡狀態(tài)，或?qū)⒑Ｓ蜻吔邕x在泥沙濃度很低的深水處，將邊界濃度設(shè)為O。6.如權(quán)利要求1所述的人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法，其特征在于，所述對人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析中通過建立不同水動力條件下的XBeach數(shù)值模型進(jìn)行數(shù)值計算并進(jìn)行分析； 所述對人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析方法為: 對根據(jù)原工程海域環(huán)境和工程目標(biāo)初步分析得到的工程設(shè)計進(jìn)行XBeach建模； 選擇工程位置的橫剖面作為數(shù)值模型的研究對象，并依邊界處的波浪條件將模型邊界點選在據(jù)沙灘起始點大于3倍波長的深水處； 根據(jù)選取的橫剖面的地形進(jìn)行網(wǎng)格和模型底地形的建立； 依照對人工沙灘橫剖面運動及其平衡狀態(tài)分析確定的工程設(shè)計方案對模型底地形進(jìn)行修改并在相應(yīng)位置添加工程結(jié)構(gòu)； 在模型海域邊界點上添加波浪、潮汐、泥沙邊界條件作為模型的環(huán)境驅(qū)動力； 設(shè)置數(shù)值模擬的總時長，同時設(shè)置CFL數(shù)； 設(shè)置模型結(jié)果的輸出要求； 運算模型，提取結(jié)果； 分析提取的模型結(jié)果，并將該設(shè)計方案下預(yù)測得到的岸灘橫剖面沖淤情況與預(yù)期設(shè)想進(jìn)行比較，并根據(jù)現(xiàn)有模擬結(jié)果進(jìn)行工程設(shè)計的調(diào)整； 對調(diào)整后的方案重復(fù)以上建模和計算的過程并分析新方案的數(shù)值結(jié)果，經(jīng)過反饋調(diào)節(jié)直至達(dá)到預(yù)想的岸灘橫剖面泥沙運動情況。7.如權(quán)利要求1所述的人造沙灘補沙養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的方法，其特征在于，所述對工程結(jié)構(gòu)高程及穩(wěn)定性分析中運用壓力傳感器測定擋浪墻上所受最大波浪水平力、與最大水平波浪力同步的波浪垂直力、擋浪墻底部浮托力及各項點壓力分布和同步的最大傾覆力矩;采用重現(xiàn)期為100a、50a、10a的波浪和設(shè)計高水位、極端高水位情況下的越浪量，測定擋浪墻高程。8.—種利用權(quán)利要求1所述方法對擋浪墻穩(wěn)定性和高程進(jìn)行實驗的裝置，其特征在于，所述擋浪墻穩(wěn)定性和高程進(jìn)行實驗的裝置包括波高儀和壓力傳感器;所述壓力傳感器多點分布在擋浪墻不同深度位置，所述壓力傳感器用于測定擋浪墻上所受最大波浪水平力、與最大水平波浪力同步的波浪垂直力、擋浪墻底部浮托力及各項點壓力分布和同步的最大傾覆力矩;波高儀用于測量水面波浪情況和對邊界波浪進(jìn)行控制，所述波高儀和壓力傳感器均與外部檢測顯示裝置連接。9.一種利用權(quán)利要求1所述方法的人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工方法，其特征在于，所述人工沙灘及沙灘補沙、養(yǎng)護(hù)施工方法包括以下步驟: 首先組織需要清淤或需要開挖的工； 然后，建設(shè)防波堤起基礎(chǔ)掩護(hù)作用的工程結(jié)構(gòu)； 再者，進(jìn)行工程平面效果形態(tài)所需工程結(jié)構(gòu)的施工； 再進(jìn)一步，根據(jù)人工沙灘剖面坡度大于自然岸灘坡度的情況在沙灘坡腳修建潛堤； 最后，實施人工沙灘的填沙或沙灘補沙。
【文檔編號】G06F17/50GK105824993SQ201610137074
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月10日
【發(fā)明人】梁丙臣, 李華軍, 徐照妍, 劉勇, 武國相, 潘新穎, 陳玉潔
【申請人】中國海洋大學(xué)