Coastal Processes pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Tomoya Shibayama

出品人:

页数:228

译者:

出版时间:2008-12

价格:$ 82.00

装帧:

isbn号码:9789812813954

丛书系列:

图书标签:

• 海岸过程
• 海岸动力学
• 海岸地貌
• 海洋学
• 地质学
• 环境科学
• 海岸工程
• 侵蚀
• 沉积
• 海平面变化

《海滨动力学》导读 一部深入探索海岸地貌演变、沉积过程与管理策略的权威著作 导言：海岸线——地球上最动态的边界 海岸线，作为陆地与海洋交汇的过渡地带，是地球上最具活力和最引人注目的地貌单元之一。它不仅是人类文明发展的摇篮，也构成了地球上生物多样性最丰富的生态系统之一。然而，海岸线也永远处于变化之中。从宏观的构造运动到微观的波浪能量，无数自然力量持续不断地塑造着这片区域。理解这些过程的机制，预测未来的变化趋势，并制定有效的管理策略，是当代地理学、海洋学、工程学和生态学共同面临的关键挑战。 本书《海滨动力学》（Coastal Processes）旨在为读者提供一个全面、深入且实用的框架，用以解析驱动海岸系统演变的复杂动力学机制。我们摒弃了对单一现象的浅尝辄止，力求从物理学的基本原理出发，系统地构建起海岸过程研究的理论基础，并将其应用于实际的工程与环境管理问题中。 第一部分：驱动海岸系统的基本能量与介质 海岸动力学的核心在于理解作用于海岸物质（泥沙）上的能量及其传递方式。本部分将海岸过程的驱动力分解为三个关键要素：波浪、水流与沉积物。 第一章：波浪理论基础与近岸传输 波浪是塑造海岸形态的最主要能量载体。本章从流体力学的基础出发，详细阐述了线性波理论、非线性波理论（如斯托克斯波和科特尔夫-德弗里斯方程）的数学模型。重点讨论了波浪在深水、过渡带和浅水区的传播特性变化，特别是波的折射、衍射、破碎（Shoaling and Breaking）的物理机制及其对近岸能量分布的影响。通过对波浪谱的分析，读者将掌握如何量化描述真实海况的复杂性，并学习如何计算波浪驱动下的沿岸水流（如爬升流和近岸流）。 第二章：水流动力学及其对泥沙的再分配 除了波浪作用，水流，特别是潮汐流、表层环流和近岸流，在泥沙的输运中扮演着不可或缺的角色。本章深入探讨了边界层理论在近岸水流分析中的应用，区分了层流与湍流对泥沙起始运动（Initiation of Motion）的影响。我们将详细介绍不同类型水流（如径向流、长波流）的速度场结构，并阐述这些水流如何与波浪作用共同形成复杂的混合输运机制，这是理解泥沙输移复杂性的关键。 第三章：沉积物特性与泥沙运动学 海岸的物质基础是泥沙。本章聚焦于沉积物的物理化学性质如何决定其对外部动力的响应。内容涵盖了从黏土、粉砂、沙到砾石的颗粒级配、密度、形状对方力学响应的影响。核心部分在于泥沙运动学的定量描述：从泥沙的起始运动条件（如谢尔兹曲线的修正应用），到床面上的层流输运（Bedload Transport）和悬移输运（Suspended Load Transport）的通量方程。重点讨论了在不同水动力条件（如平坦床、波纹床）下，泥沙输运的经验模型与半经验模型。 第二部分：海岸地貌的形成与演化：过程与形态的耦合 本部分将理论动力学与实际的海岸形态变化相结合，探讨不同尺度下的地貌响应。 第四章：沿岸输沙与海岸侵蚀的定量分析 沿岸输沙是理解海岸线变化的根本。本章详细介绍了沿岸沙量平衡方程（如LBT方程）的推导与应用，强调了布鲁斯-沙德利公式（Bruun Rule）的理论前提与局限性。我们不仅分析了沿着海岸线方向的泥沙输运，还深入研究了近岸带的波浪作用下形成的沙脊、沙坝等横向地貌特征的形成机制。通过实例分析，读者将掌握如何利用量纲分析法预测短期和长期侵蚀速率。 第五章：三角洲、海湾与潟湖的动力地貌学 三角洲是陆地河流携带的泥沙与海洋动力作用博弈的产物。本章从河流入海口开始，分析了河流动力、潮汐动力、波浪动力在三角洲平面形态（如羽状、腕状、鸟爪状）选择中的相对作用。对于海湾和潟湖系统，我们关注封闭与半封闭水体的泥沙交换过程、潮汐通道的演变以及人为干扰（如疏浚、堤坝修建）对水动力和泥沙循环的长期影响。 第六章：礁石海岸与生物成因地貌的特殊性 并非所有海岸都是沙质的。本章将视角转向了由生物活动或基础岩石结构控制的海岸。探讨了珊瑚礁、藻席等生物屏障对波浪能量的消散机制，以及生物侵蚀在岩石海岸退缩中的贡献。重点解析了这些“硬基”海岸在水动力作用下的差异化响应模式，以及生态健康状态与地貌稳定性的内在联系。 第三部分：海岸工程与环境管理：应对人类挑战 在气候变化和人类活动日益增强的背景下，海岸工程与管理已成为迫切需求。《海滨动力学》的最后一部分将理论知识转化为实用的工程与管理工具。 第七章：海岸防护工程的动力学基础 任何人工结构对海岸线的影响，都必须基于对自然动力过程的深刻理解。本章详细评估了不同类型海岸防护结构（如海堤、丁坝、突堤、离岸坝）在不同波浪条件下的能量耗散、反射与绕射效应。我们将超越简单的结构设计，深入分析这些结构对上、下游乃至整个沿岸泥沙预算的负面和正面影响，特别是关于丁坝效应（Groynes Effect）的最新研究。 第八章：人工补滩与生态修复工程的优化设计 人工补滩（Beach Nourishment）已成为全球最常用的侵蚀控制手段。本章不仅介绍了补滩材料的选择、来源和质量控制，更重要的是，聚焦于补滩后的动态稳定性预测。我们将阐述如何利用时间序列分析和形态学模型，优化补滩剖面的设计，以最小的成本实现最长的稳定周期。同时，探讨了海草床、红树林等基于自然的解决方案（Nature-Based Solutions, NBS）在提升海岸韧性方面的优势与适用性。 第九章：气候变化与海岸系统未来预测 现代海岸管理必须着眼于未来。本章系统地梳理了海平面上升、极端天气事件频率增加、风暴潮强度变化等气候变化因素对海岸系统动力学的影响路径。我们将介绍如何将耦合的海洋环流模型、波浪模型与泥沙输运模型相结合，建立起区域尺度的长期海岸演化预测框架，为沿海地区韧性规划提供科学依据。 结语：综合性、跨学科的视角 《海滨动力学》的撰写贯穿着一个核心理念：海岸系统是一个高度耦合的非线性系统。单一学科的视角往往无法捕捉其全部复杂性。因此，本书不仅是海洋工程师的工具书，也是地理学家、环境科学家和政策制定者理解海岸变迁的必要参考。通过对基础理论的扎实阐述和对前沿工程实践的深入剖析，我们希望本书能激励读者以更全面、更精细的视角，去观察、理解并保护我们脆弱而宝贵的海岸带环境。

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