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张泽1, 屈科1, 2, 3, 王傲宇1, 李玮1, 王超1
1.长沙理工大学, 水利与海洋工程学院, 湖南 长沙 410114;
2.洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点试验室, 湖南 长沙 410114;
3.水沙科学与水灾害防治湖南省重点试验室, 湖南 长沙 410114
ZHANG Ze1, QU Ke1, 2, 3, WANG Aoyu1, LI Wei1, WANG Chao1
2. School of Ocean Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 41000, China;
3. Key Laboratory of Water-Sediment Sciences and Water Disaster Prevention of Hunan Province, Changsha 410114, China
摘要: 珊瑚礁作为天然的海岸屏障, 凭借其复杂的结构和独特的物理特性, 在消波防浪, 减轻海岸侵蚀方面发挥重要作用, 相关研究日益受到学界广泛关注。然而, 现有研究多采用二维断面斜坡-台阶地形来概化珊瑚礁地形进行数值模型, 这与实际珊瑚礁的复杂地貌特征存在显著差异。本研究通过实地观测大量珊瑚礁地形发现, 礁坪表面普遍存在非平整特性, 这影响类海啸波在珊瑚礁区域的传播演变过程。为此, 本研究决定采用FUNWAVE-TVD模型建立高精度数值水槽, 系统研究了不同入射波高和水深条件下类海啸波的传播特征。结果表明: 1)礁坪的非平整特性会导致类海啸波在传播至凸起礁坪区域时产生壅水现象。在波浪绕射作用下, 大量水体聚集在凸起与非凸起区域的过渡带, 形成明显的波面抬升。在波流耦合作用下, 这一抬升波幅在向前传播的同时, 还会向礁坪凸起方向移动。2)当波浪穿过凸起部分的末端并在泻湖传播的过程中, 在壅水以及波流的作用下, 其波高会在一定时间内保持上升趋势, 然后迅速下降。这些研究成果为珊瑚礁防护和可持续开发利用提供了重要的理论依据和技术支持。