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波浪掀沙

/sediment-uplift by waves/
条目作者陆培东

陆培东

最后更新 2022-12-23
浏览 124
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在河口海岸等水域,波浪将床面泥沙扬起进入水体的现象。

英文名称
sediment-uplift by waves
所属学科
水利工程

在波浪作用下泥沙始终承受着周期性波动的水流作用和沙层内周期性波动的渗流作用,而底面泥沙受力情况及运动形态均与平向恒定流作用下的情况有所不同。在波浪作用下,底面泥沙颗粒受水平推力、绕流上举力和渗透上举力形成的沙粒滚动力矩大于沙粒水下重力和沙粒间黏着力形成的稳定力矩时,底面泥沙随波浪做往复运动,底面逐渐出现沙坡。随着波浪对底面泥沙颗粒的作用增强,底面水质点往复运动的速度增加到沙粒起动流速2倍左右时底层出现的小沙坡被破坏,移动性的沙坡发展起来。此时,当波峰到达时,泥沙颗粒沿沙坡表面向波浪前进方向移动,引起沙坡的向底运动,在沙坡背后产生旋涡,将泥沙卷入水体成为悬沙,再进一步被波动水体的大尺度紊动水团挟带,从而稳定呈悬浮状态。上述波浪扬起底面泥沙颗粒继续呈波动水体中挟带悬浮的过程即为波浪掀沙的过程。

波浪作用下底面附近的泥沙运动十分复杂,底面泥沙由静止转为悬浮状态的过程还受泥沙性质、底面状态、近底面水流的紊动猝发等多种因素影响。淤泥质底面的泥沙在波浪作用下一经启动也可立即进入悬浮状态。波浪破碎时破波引起强烈紊动,破波带内泥沙大量悬浮,这是波浪掀沙最为强烈的地段。由于底面泥沙一旦被波浪掀扬进入悬浮状态,即使较弱的水流也能产生泥沙净输移。波浪掀沙和潮流输沙是海岸泥沙运动的主要形式。

  • 刘家驹.海岸泥沙运动研究及应用.北京:海洋出版社,2009.
  • 薛鸿超,顾家龙,任汝述.海岸动力学.北京:人民交通出版社,1980.
  • 曹文洪,刘青泉.波浪掀沙的动力学机理分析.水利学报,2000,(1):49-53.

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