Coastal Structures 2003 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Amer Society of Civil Engineers

作者:Melby, Jeffrey A., Ph.D. (EDT)

出品人:

页数:1354

译者:

出版时间:

价格:$190.00

装帧:Pap

isbn号码:9780784407332

丛书系列:

图书标签:

• Coastal Engineering
• Coastal Structures
• Marine Structures
• Hydraulic Engineering
• Ocean Engineering
• Port and Harbour Engineering
• Coastal Protection
• Breakwaters
• Seawalls
• Coastal Management

潮汐动力学与海岸工程前沿：2003年及以后研究进展 聚焦于海洋环境、海岸侵蚀、防护结构设计与可持续性发展的新视角 本书汇集了21世纪初以来，全球在海岸动力学、海洋工程结构以及海岸带资源管理领域取得的突破性进展与深刻洞察。它并非对特定年代（如2003年）既有文献的简单回顾，而是面向未来数十年海岸工程实践与理论发展方向的综合性指导手册。 第一部分：海岸动力学模型的革新与应用 本部分深入探讨了驱动海岸形态演变的核心机制，特别是自2000年代初期以来，数值模拟技术取得的飞跃如何改变了我们对波浪、潮流和泥沙输运的理解。 1.1 高分辨率波浪模拟与能量耗散机制 传统的Boussinesq方程模型在模拟浅水区非线性波浪破碎和能量耗散方面存在局限性。本书详细介绍了基于非线性浅水方程（NLSE）的最新发展，重点阐述了破波带动量通量（Momentum Flux）的精确计算方法，以及如何将湍流模型（Turbulence Modeling）有效地耦合到波浪传播框架中。特别是，引入了基于频谱方法的随机波模拟技术，使得对极端风暴事件下波浪能量的概率分布预测更为精确。 1.2 泥沙输运与形态响应的耦合模型 泥沙运动是海岸线变化的直接驱动力。本书超越了简单的局部输沙率计算，转而关注全场、三维（3D）泥沙输运模型的构建。我们详细分析了非一致性泥沙（Non-cohesive Sediment）在复杂流场（如绕射和绕射区域）中的悬移和床面加载机制。讨论了如何将水动力模型与地基稳定性和土体液化模型相结合，以预测海床在冲击荷载下的长期响应。重点章节深入剖析了“泥沙预算”（Sediment Budget）方法在大型海湾尺度管理中的应用，强调了区域性输沙路径（Longshore Transport Pathways）的识别和量化。 1.3 海洋水文极端事件的频率分析与预测 随着气候变化对海平面上升和风暴强度影响的日益显现，对极端水文事件的预测成为焦点。本书提供了基于极值理论（Extreme Value Theory）的最新方法论，用于分析历史潮位记录和风暴潮数据。内容涵盖了联合频率分析（Joint Probability Analysis），即将风速、气压和海平面上升叠加的风险评估，为设计重现期为100年甚至更高的防护结构提供科学依据。 第二部分：先进海岸防护结构的设计、性能与评估 本部分集中于工程实践层面，探讨了在新型环境荷载下，传统和创新型海岸防护结构的可靠性与可持续性设计。 2.1 新型填石结构与生态友好型设计 传统斜坡式防波堤的设计基于经验公式。本书引入了基于性能的设计（Performance-Based Design, PBD）理念，侧重于结构在不同荷载水平下的可接受损害状态。详细介绍了新型混凝土结构单元（如Tetrapods的改进型、Huckepack等）的断裂力学分析，以及其在非垂直入射波条件下的稳定性评估。更重要的是，本书大量篇幅关注“生态化海堤”（Eco-shorelines），探讨了如何通过优化结构粗糙度、孔隙率和材料选择，促进生物栖息地的恢复，实现工程效益与生态功能的协同。 2.2 海岸侵蚀控制的动态策略 针对传统硬结构带来的“邻避效应”（Down-drift Erosion），本书提出了一系列动态和适应性的管理方案。这包括对人工补沙（Beach Nourishment）项目的长期监测与优化。我们详细分析了补沙材料的级配选择（Gradation Selection）对维持海岸线稳定性的关键作用，以及如何利用遥感技术（Remote Sensing）和多波束声呐（Multibeam Sonar）进行高频度的水下地形监测，从而实现对补沙量的实时调整。 2.3 离岸结构对水动力环境的影响评估 对于离岸防波堤、人工岛礁等大型结构，其对近岸水流和沉积物运动的复杂影响需要精细评估。本书提供了耦合浅水模型与近场湍流模型的联合模拟案例，用以量化不同离岸结构布置方案对港口入口淤积速率和内侧水动力环境的影响。特别关注了结构底部冲刷（Toe Scour）的预测模型，该模型考虑了结构与海床界面的相互作用，而非孤立地评估结构稳定性。 第三部分：海岸带可持续性、风险管理与决策支持 本部分将工程科学提升至社会经济和环境管理层面，探讨了如何在不确定性增加的背景下，实现海岸带的综合管理（Integrated Coastal Zone Management, ICZM）。 3.1 不确定性量化与决策科学 海岸工程设计本质上是处理不确定性的过程。本书系统介绍了可靠性分析（Reliability Analysis）在海岸结构设计中的应用，重点是如何将不确定性（如材料强度、波浪参数、海平面预测误差）纳入设计校核过程。内容涉及基于贝叶斯方法的结构健康监测（SHM）与设计迭代，使得结构维护策略能够根据实际服役状态进行优化。 3.2 气候变化情景下的适应性规划 本书超越了传统的静态设计，强调适应性基础设施（Adaptive Infrastructure）的概念。我们探讨了如何设计“可升级”或“可扩展”的防护体系，使其能够根据未来海平面上升速率的修正预测进行增高或加固。内容包括多目标优化算法（Multi-Objective Optimization）在平衡保护成本、生态价值和社会韧性方面的应用。 3.3 跨学科数据融合与决策支持系统 为了实现有效的ICZM，需要整合地质学、海洋学、社会经济学等多源数据。本书介绍了基于地理信息系统（GIS）和大型数据库管理的前沿平台，这些平台能够实时集成卫星观测数据、数值模型输出和地面调查结果，为海岸侵蚀风险区域的划定和应急响应提供决策支持工具。 本书的读者群体包括资深海岸工程师、海洋科学研究人员、城市规划者以及关注海岸资源可持续开发的政策制定者，旨在提供一个全面、前沿且具有实践指导意义的参考框架。

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