李玉龙,夏运强,柳玉良

(海军研究院,山东 青岛266001)

南沙群岛在赤道带,西沙群岛、中沙群岛在副赤道带,属热带海洋性季风气候,长夏无冬,伴随季风,每年10月至次年3月刮东北风,5月至9月刮西南风,平均每年发生台风6～7次,台风旺季为7-10月。国内现有的海岸工程设计规范主要是针对大陆海岸,这些海岸通常为缓坡的海滩。岛礁与大陆沿海地区的不同之处在于,它们与深水相邻,暴露于非常大的台风波浪中,大多数为边缘珊瑚礁,地形变化急剧,水深由几十甚至上百米突变到1～2 m。外海波浪在礁盘边缘处发生破碎,并沿着礁盘行进,波浪形态发生重大变化。由于外海波浪传入礁盘上,使水位增加,而水位的增加使波浪能破坏更远的岛上陆地,这进一步增加了岛礁海岸线上的径流和洪水泛滥。浪涌和波浪之间的相互作用是非线性的,从而导致对热带气旋浪潮造成最大淹没的可靠估算更为复杂,而这对于确定岛礁上护岸高程、护岸距离礁盘边缘的距离等非常重要。

由于海浪与水位之间存在非线性相互作用,而且难以描述珊瑚礁的地形,因此对礁盘上的海浪进行数值模拟仍然是一项艰巨的沿海工程挑战。早期尝试礁盘上的波浪模拟依赖于对模型的简化,从而限制了在具有复杂形态的粗糙礁盘上应用数值波浪模型的成功。另外,通常公认非线性波波相互作用会导致靠近海岸线的水位发生强烈的低频(次重力)[1-2]振荡,与礁石型地形上的低频振荡相关的波径估计可能明显高于平原海滩。……