复合坡度珊瑚礁地形上波浪破碎的试验研究

诸裕良; 宗刘俊; 赵红军; 严士常; 虞琦

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2018.05.012

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复合坡度珊瑚礁地形上波浪破碎的试验研究

诸裕良, 宗刘俊, 赵红军, 严士常, 虞琦

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诸裕良, 宗刘俊, 赵红军, 严士常, 虞琦. 复合坡度珊瑚礁地形上波浪破碎的试验研究[J]. 水科学进展, 2018, 29(5): 717-727. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.05.012

引用本文:

诸裕良, 宗刘俊, 赵红军, 严士常, 虞琦. 复合坡度珊瑚礁地形上波浪破碎的试验研究[J]. 水科学进展, 2018, 29(5): 717-727. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.05.012

ZHU Yuliang, ZONG Liujun, ZHAO Hongjun, YAN Shichang, YU Qi. Experimental study of waves breaking over coral reef topography of a composite slope[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(5): 717-727. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.05.012

Citation:

ZHU Yuliang, ZONG Liujun, ZHAO Hongjun, YAN Shichang, YU Qi. Experimental study of waves breaking over coral reef topography of a composite slope[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(5): 717-727. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.05.012

复合坡度珊瑚礁地形上波浪破碎的试验研究

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.05.012

河海大学港口海岸与近海工程学院, 江苏南京 210098

基金项目: 交通运输部建设科技项目（2015328521280）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（2018B13314）

详细信息

作者简介:
诸裕良(1965-),男,江苏无锡人,教授,主要从事河口海岸动力学研究。E-mail:zhuyl@hhu.edu.cn

通讯作者:
宗刘俊,E-mail:ljzong@hhu.edu.cn

中图分类号: TV139

Experimental study of waves breaking over coral reef topography of a composite slope

College of Harbour, Coastal and Offshore Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China

Funds: The study is financially supported by the Science and Technology Construction Project of Ministry of Transport of China (No. 2015328521280) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (No. 2018B13314).

摘要: 通过波浪水槽试验，研究了珊瑚礁地形上规则波的破碎特征，包括破碎类型、破碎波高、破碎位置以及破碎带宽度。试验在带礁缘的复合坡度断面下进行，测试了两种水位下系列波高和波周期相组合的工况。试验研究了波浪破碎类型的区分标准，评估了已有四类破碎指标在复合坡度珊瑚礁地形上的适用性，并给出了描述破碎位置和破碎带宽度的经验公式。结果表明：礁边水深深水波高比可较好地区分波浪的破碎类型；四类破碎指标关系式中以破碎波高深水波高比之于深水波陡的相关性为最优；深水波高和礁边水深是影响破碎位置和破碎带宽度的主要因素，随着深水波高礁边水深比的增大，量纲一破碎位置（破碎点与礁边的距离和礁边处浅水波长的比值）逐渐减小，量纲一破碎带宽度（破碎带宽度和礁边浅水波长的比值）逐渐增大。
- 珊瑚礁 /
- 波浪破碎 /
- 破碎指标 /
- 破碎位置 /
- 破碎带宽度
Abstract: A series of wave-flume tests were performed to study the characteristics of regular waves breaking on coral reefs, including the breaker type, breaker height, breaker position and surf-zone width. The tests were performed on the composite slope section of a reef rim at the specified conditions combined with serial wave heights and wave periods for two water levels. The test studied the criteria for differentiating the breaker types, assessed the applicability of the four breaker indexes on coral reefs with a composite slope, and provided an experience formula describing the breaker position and surf-zone width. Thus the following conclusions were drawn:the breaker types could be differentiated by the ratio of reef-edge water depth to the deep-water wave height; in the relational expressions of four breaker indexes, the correlation between the ratio of breaker height to deep-water wave height and the deep-water wave steepness was the best; the deep-water wave height and reef-edge water depth had great influence on breaker position and surf-zone width; with the increase in the ratio of deep-water wave height to reef-edge water depth, the dimensionless breaker position (the ratio of distance between the breaker point and the reef edge to the reef-edge shallow-water wave length) decreased and the dimensionless surf-zone width (the ratio of surf-zone width to reef-edge shallow-water wave length) increased.
- coral reef /
- wave breaking /
- breaker index /
- breaker position /
- surf-zone width

[1]	姚宇. 珊瑚礁海岸水动力学问题研究综述 . 水科学进展, 2019, 30(1): 139-152. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.014
[2]	季新然, 任智源, 柳淑学, 李金宣. 多向波浪作用下大尺度墩柱所受波浪力的试验研究 . 水科学进展, 2018, 29(4): 574-582. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.04.014
[3]	陈洪洲, 毕春伟, 高俊亮. 波浪在珊瑚岸礁礁坪上传播变形的数值研究 . 水科学进展, 2018, 29(2): 252-259. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.02.013
[4]	姚宇, 唐政江, 杜睿超, 蒋昌波. 潮汐流影响下珊瑚岛礁附近波浪传播变形和增水试验 . 水科学进展, 2017, 28(4): 614-621. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.016
[5]	李晓亮. 破碎波条件下直立堤平均越浪量试验研究 . 水科学进展, 2017, 28(3): 445-451. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.03.016
[6]	张景新. 基于非静压模型的波浪破碎模拟 . 水科学进展, 2017, 28(3): 438-444. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.03.015
[7]	程永舟, 潘昀, 蒋昌波, 李青峰. 破碎波作用下沙质海床床面形态变化试验 . 水科学进展, 2014, 25(2): 253-259.
[8]	房克照, 刘忠波, 邹志利, 孙家文, 尹继伟. 波生沿岸流数值模拟 . 水科学进展, 2013, 24(2): 258-265.
[9]	武周虎. 基于环境扩散条件的河流宽度分类判别准则 . 水科学进展, 2012, 23(1): 53-58. doi: CNKI:32.1309.P.20111125.1632.003
[10]	单楠, 阮晓红, 冯杰. 水生态屏障适宜宽度界定研究进展 . 水科学进展, 2012, 23(4): 581-589. doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2250.011
[11]	房克照, 邹志利. 应用二阶完全非线性Boussinesq方程模拟破碎波浪 . 水科学进展, 2012, 23(1): 96-103. doi: CNKI:32.1309.P.20120104.2012.009
[12]	陈杰, 蒋昌波, 刘虎英, 刘胜宇. 潜堤对破碎区至冲泻区水动力特性影响数值分析 . 水科学进展, 2011, 22(3): 382-390.
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[16]	李绍武, 李春颖, 谷汉斌, 时钟. 一种改进的近岸波浪破碎数值模型 . 水科学进展, 2005, 16(1): 36-41.
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复合坡度珊瑚礁地形上波浪破碎的试验研究

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.05.012

河海大学港口海岸与近海工程学院, 江苏南京 210098

基金项目: 交通运输部建设科技项目（2015328521280）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（2018B13314）

作者简介:
诸裕良(1965-),男,江苏无锡人,教授,主要从事河口海岸动力学研究。E-mail:zhuyl@hhu.edu.cn

通讯作者: 宗刘俊,E-mail:ljzong@hhu.edu.cn

收稿日期: 2017-12-28
刊出日期: 2018-09-25

中图分类号: TV139

关键词:

珊瑚礁 /

摘要: 通过波浪水槽试验，研究了珊瑚礁地形上规则波的破碎特征，包括破碎类型、破碎波高、破碎位置以及破碎带宽度。试验在带礁缘的复合坡度断面下进行，测试了两种水位下系列波高和波周期相组合的工况。试验研究了波浪破碎类型的区分标准，评估了已有四类破碎指标在复合坡度珊瑚礁地形上的适用性，并给出了描述破碎位置和破碎带宽度的经验公式。结果表明：礁边水深深水波高比可较好地区分波浪的破碎类型；四类破碎指标关系式中以破碎波高深水波高比之于深水波陡的相关性为最优；深水波高和礁边水深是影响破碎位置和破碎带宽度的主要因素，随着深水波高礁边水深比的增大，量纲一破碎位置（破碎点与礁边的距离和礁边处浅水波长的比值）逐渐减小，量纲一破碎带宽度（破碎带宽度和礁边浅水波长的比值）逐渐增大。

English Abstract

Experimental study of waves breaking over coral reef topography of a composite slope

College of Harbour, Coastal and Offshore Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China

Received Date: 2017-12-28
Publish Date: 2018-09-25

Keywords:

Abstract: A series of wave-flume tests were performed to study the characteristics of regular waves breaking on coral reefs, including the breaker type, breaker height, breaker position and surf-zone width. The tests were performed on the composite slope section of a reef rim at the specified conditions combined with serial wave heights and wave periods for two water levels. The test studied the criteria for differentiating the breaker types, assessed the applicability of the four breaker indexes on coral reefs with a composite slope, and provided an experience formula describing the breaker position and surf-zone width. Thus the following conclusions were drawn:the breaker types could be differentiated by the ratio of reef-edge water depth to the deep-water wave height; in the relational expressions of four breaker indexes, the correlation between the ratio of breaker height to deep-water wave height and the deep-water wave steepness was the best; the deep-water wave height and reef-edge water depth had great influence on breaker position and surf-zone width; with the increase in the ratio of deep-water wave height to reef-edge water depth, the dimensionless breaker position (the ratio of distance between the breaker point and the reef edge to the reef-edge shallow-water wave length) decreased and the dimensionless surf-zone width (the ratio of surf-zone width to reef-edge shallow-water wave length) increased.

诸裕良, 宗刘俊, 赵红军, 严士常, 虞琦. 复合坡度珊瑚礁地形上波浪破碎的试验研究[J]. 水科学进展, 2018, 29(5): 717-727. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.05.012

引用本文:

诸裕良, 宗刘俊, 赵红军, 严士常, 虞琦. 复合坡度珊瑚礁地形上波浪破碎的试验研究[J]. 水科学进展, 2018, 29(5): 717-727. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.05.012

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复合坡度珊瑚礁地形上波浪破碎的试验研究

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.05.012

作者简介: 诸裕良(1965-),男,江苏无锡人,教授,主要从事河口海岸动力学研究。E-mail:zhuyl@hhu.edu.cn

通讯作者: 宗刘俊,E-mail:ljzong@hhu.edu.cn

Experimental study of waves breaking over coral reef topography of a composite slope

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复合坡度珊瑚礁地形上波浪破碎的试验研究

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.05.012

河海大学港口海岸与近海工程学院, 江苏 南京 210098

作者简介: 诸裕良(1965-),男,江苏无锡人,教授,主要从事河口海岸动力学研究。E-mail:zhuyl@hhu.edu.cn

通讯作者: 宗刘俊,E-mail:ljzong@hhu.edu.cn

English Abstract

Experimental study of waves breaking over coral reef topography of a composite slope

College of Harbour, Coastal and Offshore Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China

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作者简介:
诸裕良(1965-),男,江苏无锡人,教授,主要从事河口海岸动力学研究。E-mail:zhuyl@hhu.edu.cn

通讯作者:
宗刘俊,E-mail:ljzong@hhu.edu.cn

河海大学港口海岸与近海工程学院, 江苏南京 210098

作者简介:
诸裕良(1965-),男,江苏无锡人,教授,主要从事河口海岸动力学研究。E-mail:zhuyl@hhu.edu.cn