劉二利，耿寶磊，齊作達(dá)

(1.寧波大榭招商國(guó)際碼頭有限公司 寧波市大榭開(kāi)發(fā)區(qū)D港區(qū)，浙江 寧波 315812；2.交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院，港口水工建筑技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，工程泥沙交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300456)

海岸工程建筑物中，防波堤及護(hù)岸主要用于抵御外海波浪、潮流的沖刷和沖擊，對(duì)保護(hù)海岸和保障港內(nèi)水面平穩(wěn)起到了重要作用。當(dāng)波浪爬升高度超過(guò)堤頂高程時(shí)會(huì)產(chǎn)生越浪。防波堤及護(hù)岸的越浪一直是海岸工程中的重點(diǎn)問(wèn)題，巨大的越浪會(huì)對(duì)海岸造成破壞，甚至?xí)?duì)海岸后方其他設(shè)施的穩(wěn)定甚至人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅，因此越浪量研究具有重要意義。

隨著越浪量研究的發(fā)展，目前研究人員已經(jīng)可以定量解析越浪量。越浪量是指波浪作用在海堤上，水體上爬后越過(guò)堤頂?shù)乃?，單位時(shí)間、單位堤寬上越過(guò)的水量稱為平均越浪量，是確定海堤和護(hù)岸等海岸建筑物堤頂高程的重要水力學(xué)參數(shù)，對(duì)建筑物的經(jīng)濟(jì)適用性和建筑物的自身安全都有很大影響。

20世紀(jì)70—80年代以來(lái)，許多學(xué)者對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了大量研究，分別從直立堤和斜坡堤等不同類型的護(hù)岸建筑入手，并取得了豐碩成果，這些研究可概括為以下幾個(gè)方面：1)研究影響越浪量的因素；2)推導(dǎo)與論證越浪量計(jì)算公式；3)數(shù)值模擬越浪量；4)研究海岸工程允許越浪量。

1 影響越浪的因素

防波堤及護(hù)岸的越浪量受到諸多因素影響，對(duì)越浪量的研究始于對(duì)越浪影響因素的分析。影響越浪量的主要因素[1-2]有堤的斷面形狀(堤頂高度Rc、海側(cè)堤面坡比m、護(hù)面結(jié)構(gòu)、堤頂寬度b、海底低坡i)、波浪參數(shù)(有效波高Hs、譜峰周期Tp、波向角β、方向分布寬度、波浪頻譜)、水的性質(zhì)(密度、黏性、溫度、可壓縮性)、堤前水深d、水流、風(fēng)速、比尺效應(yīng)和重力加速度g。

1.1 波浪要素的影響

波高是影響越浪的主要因素，有學(xué)者在研究越浪量時(shí)涉及到了波高因素。賀朝敖等[3]針對(duì)帶胸墻的斜坡堤，對(duì)影響越浪量的幾個(gè)主要因素(波高、波陡、相對(duì)水深等)進(jìn)行了較系統(tǒng)的試驗(yàn)和討論，提出了計(jì)算越浪系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。許凡等[4]通過(guò)波浪斷面物理模型試驗(yàn)方法，研究波高、波陡變化對(duì)斜坡堤越浪量的影響規(guī)律，比較了4種不同護(hù)面形式的消浪效果。朱昭力等[5]通過(guò)物理模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)直立堤波浪爬高主要與波高有關(guān)并成線性關(guān)系，受到周期影響較小。王聰?shù)萚6]通過(guò)斜坡堤物理模型試驗(yàn)，研究不規(guī)則波作用下波高因素對(duì)越浪量的影響，得出了隨波高增加爬坡水體可以獲得更多能量、越浪量逐漸增大的結(jié)論。因此，波高成為影響越浪的主要因素是因?yàn)槠渑c波能密切相關(guān)，波高增大時(shí)波能增大并引起較大的波浪爬高，或者在防波堤上發(fā)生破碎釋放更大的能量，導(dǎo)致越浪更為嚴(yán)重。

周期是影響越浪量的另一個(gè)重要因素。陳漢寶等[7]通過(guò)二維水槽試驗(yàn)研究了長(zhǎng)周期涌浪對(duì)越浪量的影響，比較了試驗(yàn)結(jié)果和不同公式的計(jì)算值，引入與深水波陡有關(guān)的因子，對(duì)長(zhǎng)周期條件下越浪量計(jì)算公式進(jìn)行了修正。劉堃等[8]以深圳機(jī)場(chǎng)第三跑道海堤設(shè)計(jì)斷面為研究對(duì)象，通過(guò)物理模型試驗(yàn)，分析了波浪周期與波浪爬高等因素和越浪量之間的關(guān)系。

還有學(xué)者對(duì)波浪影響越浪的其他因素進(jìn)行了研究。張晉勛等[9]以馬爾代夫機(jī)場(chǎng)島護(hù)岸工程為例，得出堤頂越浪量隨相對(duì)礁緣水深增加而增加的結(jié)論。高峰等[10]通過(guò)三維物理模型試驗(yàn)，在不同方向及重現(xiàn)期波浪作用下，對(duì)全尺寸防波堤進(jìn)行三維穩(wěn)定性與越浪量測(cè)試，與二維波浪水槽試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)越浪量存在明顯差異。張金牛等[11]進(jìn)行了孤立波作用下斜坡堤越浪試驗(yàn)研究，驗(yàn)證了無(wú)量綱的孤立波越浪量隨來(lái)波相對(duì)波高增大而增加的結(jié)論。

1.2 防波堤結(jié)構(gòu)因素

國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者從防波堤結(jié)構(gòu)對(duì)越浪進(jìn)行了研究，其中對(duì)堤頂超高、堤頂寬度研究較多，堤頂高程對(duì)越浪影響更為顯著。邵杰等[12]通過(guò)波浪水槽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了防浪墻頂超高對(duì)越浪量影響最為顯著，越浪量隨相對(duì)防浪墻頂超高增大呈現(xiàn)較明顯的指數(shù)遞減關(guān)系。許荔等[13]通過(guò)物理模型試驗(yàn)分析了防浪墻頂超高和平臺(tái)相對(duì)寬度等因子對(duì)越浪量的影響規(guī)律。常江等[14]通過(guò)物理模型試驗(yàn)分析了堤頂寬度對(duì)越浪量的影響規(guī)律，給出了堤頂寬度對(duì)越浪量衰減系數(shù)的影響關(guān)系式，得出了堤頂寬度對(duì)越浪量影響機(jī)理。周雅等[15]通過(guò)波浪斷面物理模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)堤頂超高對(duì)越浪量的影響最大，隨著相對(duì)堤頂超高增大越浪量呈指數(shù)遞減。在堤頂超高對(duì)越浪的影響方面，朱昭力等也得出無(wú)因次越浪量隨相對(duì)堤頂超高增加呈指數(shù)遞減的結(jié)論。

除堤頂高程超高外，防波堤其他構(gòu)造也會(huì)對(duì)越浪產(chǎn)生影響。陳銘輝等[16]研究了不規(guī)則波作用下坡肩和平臺(tái)護(hù)面類型對(duì)越浪量的影響，建議將護(hù)面塊體布置在波浪上爬區(qū)以減小越浪量。陳波等[17]以珠澳口岸人工島填海工程海堤為研究對(duì)象，結(jié)合物理模型試驗(yàn)對(duì)海堤越浪量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)擋浪墻頂高程提高、防浪墻前肩臺(tái)寬度增加和防浪墻弧形斷面優(yōu)化3個(gè)因素中，前兩個(gè)對(duì)越浪量影響更加明顯。柳玉良等[18]通過(guò)波浪斷面物理模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)利用護(hù)面塊體消散波能減小越浪，比采用胸墻阻擋波浪越頂效果要好。欒英妮等[19]對(duì)護(hù)岸斷面的6個(gè)方案進(jìn)行越浪量和穩(wěn)定性物理模型試驗(yàn)，分析影響越浪的因素，研究發(fā)現(xiàn)護(hù)岸越浪量大小不僅要考慮擋浪墻前的坡肩寬度影響，還要考慮坡肩寬度與擋浪墻高度之間的比值關(guān)系。L.Martinelli等[20]通過(guò)開(kāi)展不規(guī)則波作用下帶有下彎胸墻的直立堤越浪試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)測(cè)量的越浪量與現(xiàn)有預(yù)測(cè)公式具有良好的一致性，并且得到了隨著胸墻出口角增加越浪量顯著減小的結(jié)論。

綜上所述，盡管防浪墻頂超高對(duì)越浪量影響最為顯著，但還要注意其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)才可以增大對(duì)越浪量的控制，其中護(hù)面塊體對(duì)于消減波能有明顯效果，而且坡肩寬度和消浪墩也都會(huì)對(duì)越浪產(chǎn)生較大影響。另外，與波浪因素相比，防波堤結(jié)構(gòu)因素對(duì)越浪的影響可以人為控制，因此可以對(duì)其重點(diǎn)研究，尤其要加強(qiáng)新型結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)。

1.3 其他因素影響

除了波浪要素和防波堤結(jié)構(gòu)因素以外，還有其他因素也影響防波堤的越浪。T.Lykke Andersen等[21]通過(guò)碎石堤試驗(yàn)比較探究了比尺效應(yīng)對(duì)防波堤越浪的影響。

目前影響越浪的因素多是集中于常規(guī)因素的研究，包括波高周期、堤頂高程、坡肩寬度，其他因素研究相對(duì)較少，例如水流風(fēng)速、波浪譜以及水的性質(zhì)，為了能夠更加系統(tǒng)全面探究外部條件對(duì)越浪的影響，有必要加強(qiáng)對(duì)影響越浪其他因素的探究。

2 越浪量計(jì)算公式推導(dǎo)與論證

目前許多學(xué)者對(duì)越浪量公式進(jìn)行了研究，包括影響越浪的因素、越浪量公式的比選以及越浪公式研究方法3個(gè)方面。

越浪公式中有許多物理量都涉及到了影響越浪的因素，在影響因素的層面上對(duì)越浪公式進(jìn)行推導(dǎo)和研究是最基礎(chǔ)的分析方法，并且公式能夠更加明顯地體現(xiàn)這些因素與越浪之間的數(shù)量關(guān)系，從而為越浪量計(jì)算提供明確的理論依據(jù)。俞聿修等[22]基于試驗(yàn)成果給出了斜向和多向不規(guī)則波作用于直立堤上的平均越浪量的計(jì)算公式，該公式考慮了較多的影響因素，如相對(duì)堤高、波浪方向、波浪方向分布和相對(duì)水深等，與試驗(yàn)結(jié)果擬合較好，可供工程設(shè)計(jì)參考使用。陳國(guó)平等[23]通過(guò)二維斷面試驗(yàn)研究了不規(guī)則波作用下海堤越浪量，指出采用波浪爬高和堤頂超高2個(gè)主要因子可較好反映越浪量變化規(guī)律，且堤頂超高對(duì)越浪量的影響非常敏感，越浪量隨堤頂超高的降低呈指數(shù)增大，進(jìn)而運(yùn)用多元線性回歸方法擬合得到反映多種影響因素的平均越浪量計(jì)算公式，稱為陳國(guó)平公式。Wang D.T.等[24]通過(guò)積分物理模型試驗(yàn)，重點(diǎn)研究斜坡堤頂部波浪方向與越浪量之間的關(guān)系，并進(jìn)行了分析和討論，提出不規(guī)則波下平均越浪量的修正公式。朱嘉玲等[25]總結(jié)國(guó)內(nèi)外平均越浪量的相關(guān)計(jì)算公式，通過(guò)整體物理模型試驗(yàn)重點(diǎn)分析和討論了波浪入射方向與斜坡堤堤頂越浪量的關(guān)系，并提出修正的越浪量計(jì)算公式。李曉亮等通過(guò)三維物理模型試驗(yàn)研究了在斜坡堤上斜向和多向不規(guī)則波在非破碎條件下的平均越浪量與波參數(shù)及堤參數(shù)的關(guān)系，考察因素包括堤頂高度、海側(cè)堤面坡度、不規(guī)則波有效波高、譜峰周期、方向分布寬度以及堤前水深，最終給出適用于混凝土護(hù)面和扭工字塊體護(hù)面斜向和多向不規(guī)則波的平均越浪量估算公式。安蒙華等[26]通過(guò)物理模型試驗(yàn)對(duì)超標(biāo)準(zhǔn)水動(dòng)力條件下帶胸墻斜坡堤的越浪量及越浪流特性進(jìn)行研究，基于規(guī)則波的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了相對(duì)堤頂超高、相對(duì)墻頂超高以及相對(duì)胸墻高度與越浪量之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系公式。

還有許多學(xué)者在越浪公式的比較和選擇方面進(jìn)行了研究，他們根據(jù)不同工程情況通過(guò)對(duì)公式的比選，提出最佳越浪量計(jì)算公式，其中van der Meer公式適用范圍比較廣泛，另外Eurotop越浪公式和陳國(guó)平公式也在相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用較多，這兩個(gè)公式涉及到的因素較多、對(duì)于復(fù)雜斷面越浪估算與物理模型結(jié)果較為接近。俞聿修[27]列舉了幾個(gè)斜坡堤上的越浪量的計(jì)算方法，包括英國(guó)水利研究站(HR)方法、《海港水文規(guī)范》方法、Hebsgaard公式、van der Meer方法和大連理工大學(xué)方法，通過(guò)比較單向不規(guī)則波正向作用和入射波向?qū)υ嚼肆康挠绊?，發(fā)現(xiàn)單向不規(guī)則波中上述各方法計(jì)算的平均越浪量變化趨勢(shì)相同，如果考慮到斜向波等多因素影響并有較高安全性要求，建議采用van der Meer公式。楊克勤等[28]介紹了國(guó)外常用EurOtop(2007)平均越浪量的計(jì)算方法，結(jié)合國(guó)內(nèi)《海港水文規(guī)范》及國(guó)內(nèi)專家學(xué)者提出的計(jì)算方法進(jìn)行對(duì)比分析，并通過(guò)實(shí)際工程案例情況進(jìn)行驗(yàn)證比較，得出了EurOtop(2007)關(guān)于斜坡式海堤平均越浪量計(jì)算方法考慮的影響因素更加全面、更具參考價(jià)值的結(jié)論。鄭利濤[29]以毛里塔尼亞 Tanit漁港防波堤工程為例，進(jìn)行長(zhǎng)周期波越浪量的計(jì)算分析，推薦采用 pedersen 公式計(jì)算。張博文等[30]通過(guò)橫沙東灘促淤圈圍五期工程允許越浪原型觀測(cè)試驗(yàn)，運(yùn)用圖表統(tǒng)計(jì)、因子分析和無(wú)量綱化的方法，對(duì)van der Meer 公式和海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范公式所考慮的各類因素進(jìn)行分析和比選，發(fā)現(xiàn)van der Meer 公式計(jì)算越浪量的值較實(shí)測(cè)值偏小，海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范公式計(jì)算值與實(shí)測(cè)值較為吻合。王聰將現(xiàn)有計(jì)算越浪量公式值與實(shí)際物模試驗(yàn)值進(jìn)行比較，提出了越浪量計(jì)算方法，推薦使用陳國(guó)平公式和van der Meer 公式進(jìn)行斜坡堤的越浪量計(jì)算。舒葉華等[31]分析國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的復(fù)式海堤結(jié)構(gòu)的越浪量計(jì)算方法，比較不同結(jié)構(gòu)形式下的復(fù)式海堤物理模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)，推薦采用EurotopⅡ和陳國(guó)平公式計(jì)算復(fù)式海堤結(jié)構(gòu)的越浪量。

還有學(xué)者通過(guò)其他方法對(duì)越浪公式進(jìn)行推導(dǎo)。劉曉等[32]通過(guò)非沖擊波對(duì)防波堤作用的試驗(yàn)研究建立了射孔沉箱平均越浪的可靠預(yù)測(cè)公式，對(duì)多孔沉箱結(jié)構(gòu)的水力設(shè)計(jì)研究具有一定的參考價(jià)值。Molines Jorge等[33]基于海岸結(jié)構(gòu)頂部評(píng)估(CLASE)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)越浪預(yù)測(cè)方法，提出了一種新的16參數(shù)越浪估計(jì)器(Q6)，將Q6與其他傳統(tǒng)的越浪公式進(jìn)行比較，得出Q6預(yù)測(cè)誤差最小而且Q6描述了輸入變量和越浪量之間明確關(guān)系的結(jié)論。Seok Bong Lee等[34]采用GMDH算法和新的Eurotop數(shù)據(jù)集，推導(dǎo)出新的傾斜海堤機(jī)器學(xué)習(xí)公式，與其他經(jīng)驗(yàn)公式相比，GMDH公式具有更高精度。

3 越浪量數(shù)值模擬

數(shù)學(xué)模型是研究越浪量必不可少的工具，數(shù)學(xué)模型具有理論性強(qiáng)、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在數(shù)值模擬方面對(duì)越浪量進(jìn)行研究，并取得了豐碩的成果，常用的數(shù)學(xué)模型有RANS方程、RNGk-ε的湍流模型、VOF方法等?？捎糜跀?shù)學(xué)模型分析的軟件主要有FLUENT軟件等。

在對(duì)越浪的數(shù)值模擬中，使用較多的是建立二維或三維數(shù)值波浪水槽，也有人使用其他模型對(duì)越浪過(guò)程進(jìn)行模擬，還有人將數(shù)值模擬結(jié)果與物理模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。李東洋等[35]基于OpenFOAM 建立三維數(shù)值波浪水槽并模擬了波浪正向入射情況下斜坡堤的越浪，模擬結(jié)果表明平均越浪量的計(jì)算值與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。王鵬等[36]基于線性波理論，采用VOF法、RNGk-ε的湍流模型，通過(guò)FLUENT軟件建立了可供實(shí)際應(yīng)用的海堤上波浪爬高與越浪數(shù)值計(jì)算模型，驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)果。劉亞男等[37]基于 FLUENT軟件，運(yùn)用一種“解析松弛”方法建立了數(shù)值波浪水槽，驗(yàn)證數(shù)值波浪水槽總體上可以較好地預(yù)報(bào)越浪量。鄒國(guó)良等[38]通過(guò)采用域內(nèi)造波、消波并結(jié)合波前靜壓假定的破碎模型，進(jìn)行了越浪量數(shù)值計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明非靜壓模型可合理地描述斜坡上的堤后越浪量。Amin Fathi等[39]采用光滑粒子水動(dòng)力學(xué)(SPH)方法研究孤立波在SBW上的波浪爬高和越浪，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了規(guī)則波-SBW相互作用下的SPH模型模擬效果，結(jié)果表明，改進(jìn)后的數(shù)值模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。Shinichiro Onda等[40]建立了一個(gè)三維數(shù)值模型來(lái)模擬潰堤過(guò)程中的越浪和滲流，計(jì)算結(jié)果表明模型能較好地再現(xiàn)越浪過(guò)程。Tuan Thieu Quang等[41]采用非線性淺水(NLSW)模型和雷諾平均Navier-Stokes(RANS)方程，研究低垂向頂墻防波堤的波浪越浪特性，對(duì)規(guī)則波和不規(guī)則波進(jìn)行越浪試驗(yàn)，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。王歡歡等[42]基于 LS-DYNA 軟件建立二維模型，對(duì)防波堤在最高潮位下的沖擊越浪過(guò)程進(jìn)行了模擬，并與物理模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。葉曉文[43]基于CSPM法和黎曼解修正的SPH方法建立了主動(dòng)吸收式二維數(shù)值波浪水槽，研究波浪沿斜坡堤爬坡和越浪過(guò)程的水動(dòng)力特性。

在數(shù)值模擬方面，同樣要考慮影響越浪的因素，通過(guò)數(shù)學(xué)模型可以在理論基礎(chǔ)上更加清晰明了地探究越浪因素對(duì)越浪的影響。黃寧等[44]利用FLUENT軟件，基于黏性不可壓縮流體的雷諾時(shí)均N-S方程和k-ε湍流模型，采用有限體積法對(duì)控制方程進(jìn)行離散、建立數(shù)學(xué)模型，分析了平臺(tái)寬度和斜坡坡度對(duì)越浪量的影響，比較數(shù)值模擬結(jié)果和前人物模試驗(yàn)結(jié)果，二者趨勢(shì)一致，基本吻合。李曉亮[45]通過(guò)建立數(shù)值模型模擬斜向和多向不規(guī)則波在斜坡堤上爬高和越浪的過(guò)程，重點(diǎn)考察了波向角和方向集中度對(duì)越浪量的影響。吳辰等[46]基于非靜壓波浪數(shù)學(xué)模型模擬規(guī)則波及不規(guī)則波在光滑不可滲斜坡堤上的越浪過(guò)程。郭立棟等[47]利用數(shù)值方法對(duì)斜坡堤越浪量影響因素進(jìn)行了分析，指出相對(duì)胸墻高度對(duì)越浪量系數(shù)具有十分顯著的影響，它們之間存在指數(shù)反比關(guān)系。Jin Qiaoling等[48]基于能量平衡方程，考慮了波的折射、繞射、反射和破碎等因素，將波浪透射和越浪模塊轉(zhuǎn)化為基于能量平衡方程的多方向隨機(jī)波變換波模型。曾婧揚(yáng)等[49]運(yùn)用基于RANS方程、VOF方法以及 GORING造波方法建立二維數(shù)值波浪水槽，進(jìn)行了孤立波在簡(jiǎn)單斜坡堤上越浪過(guò)程的數(shù)值模擬，通過(guò)數(shù)值模擬，研究不同相對(duì)堤頂寬度及不同相對(duì)波高條件下對(duì)孤立波越堤流基本特征。

還有學(xué)者利用數(shù)學(xué)模型評(píng)估和預(yù)測(cè)越浪，這也是越浪數(shù)學(xué)模型一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域，可以預(yù)先獲取越浪的關(guān)鍵參數(shù)，因此在防波堤護(hù)岸防護(hù)方面具有重大意義。Fluixa-Sanmartin Javier等[50]基于大壩水庫(kù)系統(tǒng)的基本水文和水力特征提出一種評(píng)估大壩最大越浪概率的簡(jiǎn)便工具，確定越浪是一種主要的破壞模式而且評(píng)估了降低越浪概率方面的影響。M.Salauddin 等[51]通過(guò)物理模型試驗(yàn)研究了帶板巖前緣的平面豎直海堤的越浪量，在試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，提出一套新的預(yù)測(cè)公式，并與文獻(xiàn)中已有的沖擊和非沖擊波條件下垂直海堤預(yù)報(bào)方法進(jìn)行比較。ErOtop[52]中還提到用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)預(yù)測(cè)越浪，ANN屬于一種較為智能的工具，在使用之前需要進(jìn)行模型訓(xùn)練，可以把已有的越浪數(shù)據(jù)輸入ANN中，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后能夠預(yù)測(cè)越浪數(shù)據(jù)。

4 越浪量標(biāo)準(zhǔn)

防波堤越浪對(duì)堤后設(shè)施產(chǎn)生的影響非常重要，過(guò)高的越浪量會(huì)對(duì)堤后設(shè)施造成嚴(yán)重破壞，因此越浪量需要控制在合理范圍內(nèi)，國(guó)內(nèi)外出臺(tái)了很多關(guān)于防波堤允許越浪量的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。允許越浪量的設(shè)計(jì)需要考慮多方面因素，包括港內(nèi)泊穩(wěn)、堤后次生波、堤后路面正常使用以及人民生活和財(cái)產(chǎn)安全等因素。賀朝敖等為便于衡量越浪程度，根據(jù)試驗(yàn)的資料將堤分為4類：不越水堤、少量越水堤、越水堤和潛水堤，給出了各類堤的越浪狀態(tài)、相對(duì)墻高及越浪量范圍，建議在制定護(hù)岸允許越浪量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)參考。俞聿修[53]根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)海岸工程的兩種允許越浪量(平均越浪量和單波越浪量)的研究，分析并論述了日本、荷蘭、美國(guó)和歐洲等相關(guān)規(guī)范中對(duì)允許越浪量的界定和研究。陳國(guó)平等[54]根據(jù)越浪量對(duì)堤后不同防護(hù)措施下的沖刷破壞情況，提出了允許越浪量標(biāo)準(zhǔn)。陳波等在港珠澳大橋珠澳口岸人工島填海工程海堤設(shè)計(jì)中，為安全可靠地降低防浪墻高程，分析了國(guó)內(nèi)外規(guī)范對(duì)越浪量標(biāo)準(zhǔn)的界定，結(jié)合物理模型試驗(yàn)檢驗(yàn)了擬定不同工況的允許越浪量標(biāo)準(zhǔn)。夏運(yùn)強(qiáng)等[55]通過(guò)綜述國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))和研究成果以及工程試驗(yàn)案例，對(duì)越浪量標(biāo)準(zhǔn)的制定原則和量值進(jìn)行研討，推薦了適合港口工程水工建筑物的允許越浪量標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

1)針對(duì)影響越浪量因素的研究許多文獻(xiàn)重點(diǎn)論述了波高、周期、波浪類型以及堤頂超高、堤頂寬度、護(hù)面類型、防波堤的結(jié)構(gòu)形式等因素對(duì)越浪的影響，通過(guò)物理模型試驗(yàn)可以很好地驗(yàn)證以上因素對(duì)越浪的影響，其中堤頂超高、防浪墻高度對(duì)越浪的影響較為明顯。然而，就目前影響越浪的因素研究現(xiàn)狀來(lái)看，許多學(xué)者都從波浪條件和防波堤自身結(jié)構(gòu)方面研究影響因素，尤其以防波堤自身結(jié)構(gòu)因素居多，然而其他因素涉及較少，例如風(fēng)速、水流、水的相關(guān)性質(zhì)和比尺效應(yīng)等因素可作為未來(lái)越浪研究的切入點(diǎn)。

2)目前防波堤越浪量計(jì)算公式較多，涉及到不同的條件與因素，有不少學(xué)者通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證公式的合理性，并通過(guò)修正相關(guān)參數(shù)使其滿足實(shí)際情況。由于越浪計(jì)算公式與影響越浪的因素緊密相關(guān)，因此深入研究這些因素對(duì)越浪公式的推導(dǎo)具有重要意義。

3)數(shù)學(xué)模型在越浪量研究的應(yīng)用中已經(jīng)比較成熟，從國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀來(lái)看，大多數(shù)學(xué)者能夠利用相關(guān)軟件和算法來(lái)模擬波浪水文條件進(jìn)行越浪相關(guān)模擬和計(jì)算，并且能夠開(kāi)展物理模型試驗(yàn)驗(yàn)證其合理性和有效性。此外越浪的預(yù)測(cè)研究也有所突破，目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)是最具代表性的預(yù)測(cè)工具，但是，預(yù)測(cè)越浪的數(shù)學(xué)模型種類不是很多，而且對(duì)越浪的預(yù)測(cè)多是集中于外文文獻(xiàn)，國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)較少，因此開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)越浪的數(shù)學(xué)模型是很有必要的。

4)已有學(xué)者總結(jié)了越浪標(biāo)準(zhǔn)，越浪標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防波堤的設(shè)計(jì)和建造具有重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)對(duì)堤后的使用區(qū)域也具有保護(hù)作用。越浪標(biāo)準(zhǔn)與影響越浪的因素密切相關(guān)，所以深入研究這些因素，尤其是改進(jìn)并優(yōu)化防波堤的結(jié)構(gòu)對(duì)減小越浪具有重要的作用。越浪標(biāo)準(zhǔn)也不是一成不變的，隨著越浪的深入研究，越浪的標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)更加完善、更加具有適用性。