基于外海环境预报的近岸岛礁桥址区波高ANN推算模型

魏凯， 林静 ， 李明阳

(1.西南交通大学 土木工程学院, 成都 610031；2.中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031)

中国跨海桥梁多建于风大浪高的近岸岛礁海域，在施工和运营期间常常面临恶劣的极端海洋环境。其中，波浪是影响跨海桥梁结构设计、施工安全和组织安排的关键环境要素之一[1-2]。但是，与深水、开阔海域相比，近岸岛礁桥址区海床地形起伏多变，水深变化剧烈，波浪时空演变十分复杂[3-4]。同时，中国海洋观测站大多分布于外海，与跨海桥梁所在的近岸岛礁区域距离较远，缺乏对近岸岛礁桥址区波高的长期观测[5]，这大大增加了桥址区波浪高度(简称波高)预测的难度。因此，对近岸岛礁桥址区的波高模型开展研究具有重要的理论和工程实用价值。

中国《港口与航道水文规范》(JTS 145—2015)[6]建议根据远海波高，通过规范中的浅化和折射系数来推算近岸波高。然而，Ti等[7]通过对比近岸岛礁区域波高实测值和规范推算值发现，按规范法推算得到的波高值明显大于实测值。虽然，现场实测是研究近岸岛礁区域波高的有效手段，但周期长、花费大，难以大规模应用[8]。因此，若能建立外海环境数据和桥址区海域波高的关系，则可以非常方便地根据外海环境推算桥址区波高。冯卫兵等[9]根据外海深水的风浪关系推算外海的波高，再类推到工程区域的波高，研究了复杂地形条件下的波高特性。Ti等[10]通过引入反应面法推导波高预测方程，利用外海数据进行桥址区波高推算。……