海堤工程波浪溢流问题研究进展

潘 毅,张 壮,袁赛瑜,周子骏,陈永平

(1.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏 南京 210098;2.河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏 南京 210098; 3.河海大学水利水电工程学院,江苏 南京 210098)

根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于极端事件和灾害的专题报告,在全球气候变化背景下,沿海地区的极端高水位和热带气旋最大风速都在增加[1]。随之而来的强风暴潮会引起更大的风暴增水和波浪,超强风暴潮直接引起堤前水位超过堤顶,或风浪作用造成海堤顶部挡浪墙发生损坏时,可导致海堤受到越浪和溢流的双重作用。2005年卡特里娜飓风过后的调研表明,大部分海堤破坏是由越浪和溢流的联合作用于海堤内坡引起[2]。Hughes[3]首次提出了越浪与溢流联合作用的概念;潘毅[4]将越浪与溢流联合作用译作波浪溢流。图1给出了越浪、溢流和波浪溢流的示意图(图中Rc为海堤出水高度,SWL为海平面)。波浪溢流一旦发生,极易造成大范围的溃堤灾难[2，5],这是因为波浪溢流不仅引起了明显大于越浪量的越堤流量,而且引发了不同于越浪的水动力过程[6],而现有海堤防护体系(堤顶和内坡)大多针对越浪作用进行设计,缺少对波浪溢流的认识和考虑。因此,对极端条件下波浪溢流水动力及其对海堤作用的认知成为海岸防灾领域亟待解决的问题之一。

图1 溢流、越浪和波浪溢流示意图

2005年卡特里娜飓风发生以后,波浪溢流现象受到了各国学者的重视。……