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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Smith, Jane McKee (EDT)

出品人:

页数:6250

译者:

出版时间:

价格:615

装帧:Pap

isbn号码:9789812706362

丛书系列:

图书标签:

• Coastal Engineering
• Ocean Engineering
• Coastal Structures
• Wave Mechanics
• Tides
• Storm Surge
• Coastal Processes
• Sediment Transport
• Marine Environment
• Hydraulic Engineering

海岸动力学前沿：2005-2006年度国际研讨会论文集 聚焦复杂海域相互作用与可持续海岸管理 本书特色： 本书汇集了2005年至2006年间，全球顶尖海岸工程师、海洋学家、水文学家和土木工程专家在“复杂海域相互作用与可持续海岸管理国际研讨会”上发表的精选论文。本论文集摒弃了传统的单一模型或局域案例研究，转而深入探讨了在气候变化、海平面上升及人类活动加剧的背景下，海岸系统所面临的跨尺度、多过程耦合的挑战。全书内容严谨、数据详实，旨在为下一代海岸工程实践提供坚实的理论基础和创新的解决方案。 第一部分：近岸波浪与泥沙输运的非线性动力学 本部分集中讨论了在复杂地形（如非均匀底床、人工构筑物附近）条件下，波浪破碎、绕射与绕射过程的数值模拟与实验验证。 基于更高阶谱方法的波浪模拟： 探讨了相比于传统的Boussinesq方程，更高阶谱方法（如非线性薛定谔方程的扩展形式）在模拟极端波浪条件下的精度优势。重点分析了深水到浅水过渡区，特别是波浪破碎前沿的能量耗散机制，引入了基于湍流模型的能量损失参数化方案。 泥沙再悬浮与床面反馈机制： 详细研究了波浪驱动下的泥沙再悬浮过程。引入了新的床面应力阈值模型，该模型考虑了泥沙粒径分布和初始床面结构（如波痕）对起动强度的影响。通过对墨西哥湾某三角洲前缘的实地观测数据进行反演分析，验证了床面形态反馈对泥沙输运的长期影响。 三维水沙耦合模型： 提出了一种耦合了三维欧拉-拉格朗日泥沙输运模块的浅水方程模型。该模型能够更精确地模拟沿岸流、断头流与泥沙团块运动之间的复杂相互作用，特别适用于河流入海口及海湾系统的泥沙平衡分析。 第二部分：海岸侵蚀风险评估与韧性设计 本部分关注于如何将不确定性分析和风险管理理念融入海岸防护工程的设计与决策过程，以适应不断变化的海洋环境。 基于概率极限状态的结构可靠性分析： 针对海堤和防波堤的设计，引入了第二阶矩方法（FORM）和蒙特卡洛模拟来量化结构在不同海平面情景下的失效概率。论文着重探讨了材料老化、地基沉降以及极端风暴潮叠加作用下的联合概率分布建模。 基于遥感技术的海岸线动态监测与预测： 利用高分辨率航空影像和卫星雷达数据，开发了自动化的海岸线提取算法。通过对比1995年至2005年间北美东海岸数千公里海岸线的变化，构建了多时间尺度下的侵蚀速率模型，并讨论了模型参数对长期预测结果的敏感性。 “软性”防护策略的生态工程学评估： 深入探讨了基于自然系统的防护措施，如人工湿地、沙丘重建和海草床恢复。本节提出了一种新的成本效益分析框架，该框架不仅考虑了工程结构的直接造价，还量化了生态系统服务（如碳捕获、生物多样性维持）的间接经济价值。 第三部分：港口、入海口及跨界水体动力学 本部分聚焦于人类工程活动对区域水动力环境的长期影响，特别是对通航安全、水质稀释以及生态健康方面的约束。 疏浚工程对河口盐水楔的影响： 通过对欧洲某大型集装箱港口的案例研究，分析了深水航道维持性疏浚对河口盐水楔三维结构和潮汐传播的影响。研究表明，频繁的疏浚活动显著改变了河床的粗糙度，进而影响了河口环流的季节性变化。 入海口污染物稀释与输运： 采用示踪剂实验和水动力耦合模型，研究了在强风和高径流耦合作用下，污染物在近岸水域的混合与输运过程。论文提出了一个改进的湍流混合系数参数化方案，以更准确地模拟近场混合。 海陆交互作用下的地下水过程： 探讨了海岸带地下水与地表水之间的动态交换。利用电导率传感器阵列在潮间带进行的连续观测，揭示了潮汐周期内海水入侵与淡水上涌的机制，并评估了其对近岸生态系统水分胁迫的影响。 第四部分：数据同化与海岸模型的不确定性校正 本部分着眼于现代海岸工程计算方法论的进步，强调了观测数据在提高模型预测能力中的核心作用。 卡尔曼滤波在波浪预报中的应用： 提出了一种扩展卡尔曼滤波（EKF）框架，用于实时同化ADCP和浮标观测数据到区域波浪模型中。通过对比同化前后的预报误差，量化了数据同化对风暴事件预报精度的提升效果。 多目标优化下的模型参数校正： 针对包含波浪、泥沙和水质等多重输出的耦合模型，开发了基于遗传算法的多目标优化算法，以寻找一组能同时满足多个观测约束条件的最佳模型参数集。该方法有效克服了传统单目标校正方法可能导致的“伪优化”问题。 本书的深入分析和前沿研究，不仅是对2005-2006年度海岸工程领域最新进展的系统性总结，更为未来数年内如何应对全球变化下的海岸挑战，提供了关键的科学支撑和技术指导。

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