海岸破碎带植物消浪数值模拟研究

刘 达，黄本胜，邱 静，谭 超

(1.广东省水利水电科学研究院 广东省水动力学应用研究重点实验室，广东 广州 510610; 2.河口水利技术国家地方联合工程实验室，广东 广州 510610)

海岸破碎带植物消浪数值模拟研究

刘 达1，2，黄本胜1，2，邱 静1，2，谭 超1，2

(1.广东省水利水电科学研究院 广东省水动力学应用研究重点实验室，广东 广州 510610; 2.河口水利技术国家地方联合工程实验室，广东 广州 510610)

沿海防浪林能形成柔性的植物消浪体系，可以有效降低风暴潮灾害。由于防浪林消浪效果受波浪、近岸水深及植物等多重因素的影响，消浪机理较为复杂，以往的系统研究成果较少。本文以立面二维自由面紊流模型为工具，建立了基于植物冠层特征的多孔介质模型，精细地模拟了破碎波对植物带的冲击，并与物理模型试验结果进行了对比验证，计算分析了植物带宽度、植物密度、滩地水深等因素对消浪效果的影响。

植物消浪；消浪系数；植物带宽度；植物密度；波浪条件；数学模型

Abstract:Wave-proof plants along sea walls can effectively counteract the damage caused by ocean disasters like storm surges and typhoon waves.However,most current researches merely focus on the wave dissipation rate,and concern little about vegetation natures such as plant width,density and height,or hydrodynamic characteristics like wave conditions and water depth.Therefore,this work was conducted to make up for this scarcity.Based on two-dimensional swirl models,a porous media model was established to simulate wave propagation into the vegetated area under circumstances of different vegetation parameters and water depths.Meanwhile,the principle of wave breaking in the eco-hydraulic system was also investigated.

Keywords:biological wave counteracting; counter-wave coefficient; width of counter-wave system; density of counter-wave system; depth of water; numerical simulation

华南沿海地区是我国经济高度发达地区，特殊的地理位置使得该地区频繁遭遇台风暴潮的袭击，每年沿海台风暴潮的袭击给该地区带来巨大的损失。在长期的生产实践中，人们逐步认识到在海堤外滩种植生物防浪林，能够形成柔性的植物消浪体系，使波浪在到达堤前得到最大程度的消减，降低波浪的冲击力及爬高，减轻对海堤的危害。

鉴于防浪林对于海岸防护的重要作用，国内外均开展了植物消浪的相关研究，主要研究手段是物理模型和数学模型。……