应用MIKE 21 BW模型分析航道对波浪传播的影响
2011-02-13徐俊锋方春明黄烈敏
中国水利水电科学研究院学报 2011年4期
关键词:模型
徐俊锋,方春明,黄烈敏,凃 洋
(中国水利水电科学研究院 泥沙研究所,北京 100048)
波浪是海洋中最常见的现象之一,是影响港口结构物安全的主要因素。波浪在传播过程中遇到结构物、变化的地形会发生反射、折射、绕射等现象。港口工程中,通常建造防波堤来掩护港池内部不受波浪的直接作用,并开挖港池和航道以满足船舶的通行和使用要求。由于开挖航道处的水深突然发生变化,波浪传播到此处时发生明显的折射现象。在不同的条件下,航道对波浪的折射作用不同,航道内外波高变化也不同。比如,在波浪入射方向与航道方向平行时,直接传播进入港池内部的波浪发生明显衰减,这对港内泊稳是有利的,但是被航道折射出去的波浪和航道外的波浪叠加,发生波能集聚,使某些区域的波高增大而发生结构物被破坏的现象;当波浪与航道成一定角度入射时,航道外的波能集聚现象会减弱,但航道对航道内部波浪的衰减作用会减弱,通过航道进入港池内的波能会增大。因此在港口工程中必须考虑航道对波浪传播的影响。
近些年来,中国的港口工程建设在蓬勃发展,越来越多的港口在扩建,已有的航道和港池都需要加深开挖,因此航道对波浪传播的影响引起了越来越多专家学者的重视。航道对波浪传播影响的研究通常采用数值模型的方法,例如基于抛物线缓坡方程的方法[1],基于Boussinesq方程的方法[2]以及物理模型和数学模型相结合的方法[3],同样成熟的数学模型软件在研究中也发挥了很大的作用,例如赵海涛等人采用SWAN模型分析航道对波浪传播的影响[4],赵智帮等人采用MIKE 21模型进行了初步研究[3]。……
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