基于FUNWAVE-TVD模型的岸礁次重力波数值模拟

冯卫兵，华伟豪,2，张 俞,2

(1.河海大学港口海岸与近海工程学院，江苏 南京 210098； 2.河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室，江苏 南京 210098)

岸礁海岸是一种典型的珊瑚礁海岸，主要分布于南北回归线之间的热带海洋，在我国的海南岛和雷州半岛沿海分布广泛。岸礁地形主要由陡峭的礁前斜坡、水深较浅且相对平坦的礁坪及礁后斜坡组成，礁前斜坡与礁坪连接处为礁缘，发育成熟的礁坪宽度通常几百米至几千米不等。波浪是影响和塑造岸礁海岸最重要的海洋动力因素之一[1]，当深海波浪传至礁前斜坡时，由于该区域内水深急剧变化，波浪经浅水变形在礁缘附近破碎并损耗大量能量，破碎后波浪继续沿礁坪向岸传播，此过程中受礁坪底摩阻的影响波能进一步耗散，最终到达岸线处的高频短波能量很小，此处波浪动力一般由频率较低的次重力波主导[2]。次重力波频率位于0.004～0.04 Hz之间，其生成机制主要包括两种：(a)Longuet-Higgins等[3]提出的约束波机制，即由波浪差频作用形成的伴随波群传播的二阶次谐波，其幅值在向岸入射过程中随水深减小幅值逐渐增长，并在短波破碎后从波群释放成为自由长波[4]；(b)Symonds等[5]提出的破碎点移动机制，入射波高的变化导致破碎点在垂岸方向振荡，随时间变化的辐射应力梯度在破碎带内生成向岸与离岸的自由长波。次重力波是岸礁海岸的形成、发育和演变的主要动力之一，因此研究岸礁海岸的次重力波的生成与传播规律具有非常重要的意义。……