评估沿岸沙质运输的MATLAB脚本：CERC、Bayram和Kamphuis方程

资源摘要信息: "本脚本为 MATLAB 开发的长滨沙运输（Longshore Sand Transport, LST）评估工具，支持使用 CERC、Bayram 和 Kamphuis 等三种不同方程进行计算。长滨沙运输是指沿岸流对沙质沉积物的横向运输，是海岸动力学研究的重要内容，对于维护和管理沙滩资源具有重要意义。该脚本能够帮助研究者或工程师评估在特定海况和地形条件下，沙质沿岸流动的运输量。以下是脚本中涉及的关键知识点： 1. 长滨沙运输（LST）基本概念： - 长滨沙运输是指由于沿岸流作用导致的沙质沿岸横向运输现象。 - 长滨沙运输的计算对于海岸工程设计、沙滩养护、侵蚀控制等方面至关重要。 2. CERC方程： - CERC方程是由美国海岸工程研究委员会（Coastal Engineering Research Center）提出的用于计算LST的公式。 - CERC方程一般形式为 Q = K * (Hb^2) * (sin(2*θb))，其中 Q 表示单位时间内沿岸沙质运输量，Hb 表示波浪破裂时的波高，θb 表示波浪相对于海滩的破碎角度。 - 该方程中的 K 值是经验系数，会随着不同海滩条件而变化，脚本中提供了使用不同 K 值的选项。 3. Bayram方程和Kamphuis方程： - Bayram方程和Kamphuis方程也是计算长滨沙运输量的公式，它们各自具有特定的计算参数和形式。 - Bayram方程和Kamphuis方程考虑了更多影响因素，如沉积物粒度、水深、斜坡角度等，能够提供更为复杂的沙滩条件下的运输量计算。 4. 输入参数说明： - rho（水的质量密度）：水体的质量密度，单位 kg/m³。 - rhos（沉积物的质量密度）：沉积物的质量密度，单位 kg/m³。 - poro（沉积物孔隙度）：沉积物孔隙所占的比例，无量纲。 - hb（波浪破裂时的波高）：波浪在接近岸边破碎时的高度，单位 m。 - db（断裂线处的水深）：波浪破裂处的水深，单位 m。 - tetab（波浪破碎器角度）：波浪相对于海滩的破碎角度，单位度。 - wf（沉积物下落速度）：沉积物颗粒在水中的下落速度，单位 m/s。 - mb（斜坡海滩）：描述海滩坡度的无量纲参数。 - d50（中值粒径）：沙粒直径的中位值，单位 m。 - T（波周期）：波浪周期，单位 s。 - cf（摩擦系数）：描述沙质表面对水流运动的阻力系数，无量纲。 - A（形状参数）：描述波浪形状的参数，单位 m^(1/3)。 - tim（评估时间）：用于计算LST的时间长度，单位小时。 5. MATLAB在海岸工程中的应用： - MATLAB作为一种高性能的数值计算和可视化软件，广泛应用于海岸工程、海洋学等领域。 - MATLAB的矩阵运算和内置函数库，使得工程人员能够方便地进行复杂方程的编写和求解。 - 脚本运行时，所有输入参数均通过命令窗口给出，结果将显示在命令窗口的表格中，便于用户查看和分析。 6. 脚本的使用说明： - 用户仅需在 MATLAB 环境中运行该函数，按提示输入相应的参数即可获得长滨沙运输量的计算结果。 - 作者为 Gabriel Ruiz，一名土木工程师，该脚本的版本为 1.1，发布于 2009 年 7 月。 该脚本的发布形式为 LST.zip 压缩文件，包含了上述所有功能的 MATLAB 脚本代码文件。" 在实际应用中，该脚本可以辅助海岸线管理者和工程师对海滩的演变进行预测，评估海滩侵蚀或沉积的速率和趋势，从而进行科学的海岸保护和修复。此外，它还可以用于支持海滩侵蚀控制工程的设计，以及对海岸侵蚀防护设施进行效益评估。