不规则波诱发港湾共振条件下的低频长波实验研究

高俊亮，郑振钧，马小舟，董国海

(1.江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，江苏 镇江 212100；2.大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁，大连 116024)

海洋中的低频波浪是指波周期在25～300 s、波长在100 m～10 km范围内的波浪，它是近岸水域的波浪场中一种主要的波浪形式。近岸低频波浪产生的机理很多，如大气压力扰动[1]、地震诱发的海啸[2-3]、滑坡产生的冲击波[4]以及在大陆架上传播的边缘波[5]。但是，低频波浪产生的最为常见的机理为风浪或涌浪的非线性相互作用[7]。

港内水体运动的本征周期一般在数十秒至数百秒，而周期仅为十几秒的短波如风浪和涌浪很难直接诱发港湾共振。低频波浪的周期较长，更有可能接近港口的本征周期，诱发港内水体的长周期振荡，使得港口无法进行正常的货物装卸[8-9]。特别是当水体振荡周期也与港内系泊船运动周期接近时，会导致港内系泊船体的大幅度的晃动，造成系泊船和系泊设施的破坏。

Mei等[7]、Wu等[10]通过理论和实验方法研究了入射短波对于港内低频波浪的影响。这些研究发现约束于短波波群的锁相低频波浪和短波波群破碎产生的自由低频波浪可以诱发港内发生港池共振现象。通过对某些港口(如夏威夷的Barbers Point港[11]、意大利的Marina di Carrarra港[12]、西班牙的Ferrol港[13])的实地观测，也都能够发现外海的风浪或涌浪与港内的低频波浪之间存在很强的相关性。

因为港内低频波浪对港口码头作业的影响非常明显，在进行港口设计和港口管理时应对其以充分的考虑。……