海岸災(zāi)害課件

1、環(huán)境地質(zhì)學(xué)7 海岸災(zāi)害華北科技學(xué)院 安全工程學(xué)院李永軍2022/7/282在這一章，我們著重了解地球上的海岸帶（Coastal zone）陸地與海洋的接觸帶，這里是最劇烈的動力環(huán)境之一。數(shù)千年來，海岸帶、帶有咸味的海水以及交織一起的海濤聲和海風(fēng)聲，帶給了無數(shù)人靈感和遐想，不斷吸引著游客的光顧。然而，對于海浪是怎樣形成的，以及海岸線如何變化，我們大多數(shù)人知之甚少。本章一個主要的目的是為了消除人們對海岸帶形成與維持的神秘感，了解海風(fēng)、海浪和暴風(fēng)雨造成的災(zāi)害，包括海洋激流、海岸侵蝕、海嘯和熱帶氣旋。2022/7/2837.1 海岸作用7.1.1 波浪海面上的波浪（Wave）是由海洋風(fēng)暴形成的。海風(fēng)在

2、海水表面吹過，會產(chǎn)生摩擦力。由于海風(fēng)的運動速度比海水快，海風(fēng)能夠?qū)⒛芰總鞑ソo海水，形成波浪。海浪將能量向海岸線傳遞。規(guī)模取決于以下三個方面（1）風(fēng)的速度：風(fēng)速越大，波浪越大；（2）風(fēng)的歷時：風(fēng)暴歷時越長，傳遞給海水的能量越多，產(chǎn)生的波浪越大；（3）風(fēng)在海面迂回的距離越長，形成的波浪越大。 2022/7/2842022/7/285波高（Wave height）和波長（Wavelength）是波浪重要的參數(shù)。深海區(qū)漂浮時，波浪通過時你可以感受到自身的運動狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)自己以圓形的軌道，向上、向下、向前和向后有規(guī)律地運動，最后返回了原地。淺水區(qū)時，在水底的運動軌跡可能成為了一個非常窄小的橢圓形，或可近似

3、看作是水平的運動軌道，剩下了向前和向后的運動。你會感到海水反復(fù)地把你推向岸邊后又把你拉向海里。一定時段內(nèi)1 m高的波浪在400 km長的海岸線（Shoreline）釋放的能量，幾乎相當(dāng)于一個一般規(guī)模的核電站在同樣時段內(nèi)所產(chǎn)生的能量。波浪的能量幾乎與波高的平方成比例。比如，如果波高增長到2 m，那么波的能量則以22或4的比例增強。 2022/7/2867.1.2 海灘海灘（Beach）是由松散沙礫沿海岸線堆積形成的平緩地面。對于海灣處，波浪相對溫和。 2022/7/287海灘上的泥沙是動態(tài)的，在激浪帶和濺浪帶上，波浪作用經(jīng)常保持著沙的運動。當(dāng)波浪撞擊海岸角的時候，就造成了垂直和平行海岸線的漂沙，

4、即沿灘漂沙和沿岸漂沙。沿灘漂沙（Beach drift）就是海灘碎屑物在濺浪帶向上向后的運動，造成沉積物沿著海灘方向呈拋物線運移；沿岸漂沙（Longshore drift）是推進波撞擊海岸角產(chǎn)生的，運動方向大致與海岸平行，形成了沿岸沉積物。沿灘漂沙和沿岸漂沙沿海岸共同形成了沿岸搬運（Littoral transport），其寬度包括濺浪帶和激浪帶。2022/7/2882022/7/2898.1.3 激流當(dāng)一系列的大波浪在海岸破碎時，水流朝著岸邊沖擊。一旦水流涌入就無法后退，而是完全進入海岸帶，但它集中在狹窄的空間里，這就是激流（Rip current）。它不是潮汐，不會把游客卷到水底，但會把人

5、拉離海岸。2022/7/2810在美國，每年有高達200人因激流而死亡，20 000人獲救。以年平均計，美國因激流而死亡的人數(shù)超過地震或臺風(fēng)，相當(dāng)于洪災(zāi)的致死人數(shù)。因此，激流是一種駭人的海岸災(zāi)害。試圖與激流斗爭的游泳者很快會感到筋疲力盡。幸運的是，激流的范圍通常很窄，大約幾米至幾十公分寬。安全地逃離激流，必須首先認出這種水流，然后與水流平行的游動，直至游出激流范圍。 2022/7/28112022/7/28127.2 海岸侵蝕7.2.1 侵蝕因素許多海灘上的沙粒都是來源于內(nèi)陸河流的上游，那里含長石、石英的巖石經(jīng)過風(fēng)化形成沙礫，在河流的輸送下達到海岸地區(qū)。人類通過建壩固沙工程，干擾了這種由內(nèi)陸向

6、海灘的泥沙輸送，其結(jié)果造成了海岸帶沉積物缺乏并加劇了海岸侵蝕。太平洋東海岸的海灘侵蝕是熱帶氣旋和強風(fēng)暴作用造成的.海平面上升和人類干預(yù)自然海灘過程也是不能忽視的重要因素。 2022/7/28137.2.2 海崖侵蝕當(dāng)海岸線分布有陡峭的海崖時，可能會出現(xiàn)海崖侵蝕（Seacliff erosion）。不僅會受到波浪的作用，而且會受到土壤侵蝕的影響，比如陸地上的流水和海崖本身陡峭帶來的崩塌和滑坡。 2022/7/2814Copyright Rob Brander 20022022/7/28152022/7/2816熱帶氣旋(Tropical Cyclone）在太平洋沿岸等地被稱為臺風(fēng)(Typhoon

7、)，而大西洋則習(xí)慣稱當(dāng)?shù)氐臒釒庑秊轱Z風(fēng)(Hurricane)。在單個暴風(fēng)雨中，熱帶氣旋已有奪走數(shù)十萬條生命的記載。臺風(fēng)或颶風(fēng)產(chǎn)生于熱帶氣流紊亂帶，通常進入陸地后消散。這些風(fēng)暴的風(fēng)速超過119 km/h，呈大型螺旋狀圍繞著一個相對寧靜的中心運動.7.3 熱帶氣旋2022/7/2817大多數(shù)的臺風(fēng)或颶風(fēng)在北緯8至南緯15之間形成，這些地區(qū)的海水溫度較高。2022/7/28187.4 海岸災(zāi)害和工程建筑物海岸環(huán)境上的工程建筑物包括海堤、丁壩、防浪堤和防波堤，它們主要是用于改善航道或阻礙侵蝕的發(fā)展。然而，由于它們可以干擾到海灘泥沙的沿岸搬運，這些建筑物在自身附近也會造成沉積和侵蝕問題。 2022/7

8、/28197.4.1 海堤海堤（Seawalls）是一種與海岸帶平行的建筑物，目的是有效地防止海岸侵蝕后退。7.4.2 丁壩丁壩（Groins）通常是一種與海岸線垂直相交的線型實體結(jié)構(gòu)工程，目的是為了擋截沿岸搬運過程中的一部分泥沙，形成一個較為寬廣的海灘，保護海岸線免遭侵蝕。 2022/7/28207.4.3 防波堤和防浪堤防波堤(Breakwaters)和防浪堤(Letties)都是用來保護海岸線免受波浪侵蝕的海防工程。會堵塞海灘泥沙的天然沿岸搬運系統(tǒng)，導(dǎo)致海岸的形狀發(fā)生局部地改變.這類結(jié)構(gòu)工程必須得到謹(jǐn)慎地規(guī)劃. 2022/7/2821Brisbane Gold coast2022/7/2822關(guān) 鍵 術(shù) 語BeachBeach driftBreakwatersBeach nourishmentBreaker zoneCoastal erosionCoastal zoneGroinsHurricaneLongshore driftLittoral transportRip currentSeawallsSwash zoneSeacliff erosionSurf