海岸裂流的研究進(jìn)展及其展望

王彥，鄒志利

（1.大連理工大學(xué) 海岸及近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116024）

1 引言

波浪傳至近岸地區(qū)，受地形的影響發(fā)生變形、折射與破碎，不僅其尺度改變了，同時(shí)還形成一定水體流——近岸波生流。波生流有兩種形態(tài)：一種是斜向入射波引起的沿岸流，另一種是裂流及其伴生的沿岸流共同組成的環(huán)流系統(tǒng)。裂流的概念首先由Shepard［1］于1936年引進(jìn)，而裂流的第一次現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)是由Shepard等［2］于1941年在加里福利亞南部海灘實(shí)現(xiàn)的。此后，裂流逐漸得到更多現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的驗(yàn)證［3—4］，一些學(xué)者還通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了裂流［5—6］。裂流是指一股強(qiáng)而窄的離岸水流，它從破碎區(qū)一直延伸到破波帶以外。裂流流速很大，有時(shí)高達(dá)2m/s，延伸的離岸距離可達(dá)500m以上。它能在風(fēng)暴時(shí)期將大量的泥沙輸送到離岸較遠(yuǎn)的地方，引起岸線的后退［7］。它較強(qiáng)的流速也會(huì)把游泳者推離近岸而造成人身危害，美國(guó)救生聯(lián)合會(huì)十年的調(diào)查顯示在眾多由天氣引發(fā)人身事故的原因中，裂流高居第二位。同時(shí)，裂流對(duì)近岸水體的交換和污染物的輸移擴(kuò)散也有重要作用［8］。

裂流對(duì)近岸地形的變化有重要的意義。在砂質(zhì)或淤泥質(zhì)海灘上，可以從一條穿過(guò)破波帶的黑色的充滿懸浮物的水帶判斷裂流的位置。裂流具有以下一些地形特點(diǎn)：（1）通與海灘上的溝槽有關(guān)，表明裂流能延伸到水柱的底部并能對(duì)水底泥沙形成沖刷；（2）許多裂流出現(xiàn)在呈鋸齒形的海岸線上，當(dāng)沒(méi)有持續(xù)的沿岸流存在時(shí)裂流會(huì)從鋸齒的中央向外移動(dòng)；（3）裂流能從海岸的突出部分產(chǎn)生，包括岬角和人造建筑物（如突堤、丁壩等）［2］。

2 實(shí)驗(yàn)室研究和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量

測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步?jīng)Q定了實(shí)驗(yàn)室與現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的發(fā)展。隨著光學(xué)測(cè)量技術(shù)和GPS影像技術(shù)的大力發(fā)展，一些更先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器應(yīng)用在近岸水動(dòng)力觀測(cè)中，獲得了更精細(xì)的觀測(cè)結(jié)果。

早期的裂流實(shí)驗(yàn)都是在非沙壩海灘上進(jìn)行的。Bowen和Inman利用邊緣波與入射波的相互作用生成了裂流，發(fā)現(xiàn)裂流出現(xiàn)在邊緣波的節(jié)點(diǎn)上，使得裂流之間的距離剛好等于邊緣波的波長(zhǎng)。Wind和Vreugdenhil［9］分析了一個(gè)利用邊墻將沿岸流轉(zhuǎn)向離岸方向所形成的裂流。

2.1 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究

目前關(guān)于裂流最全面的實(shí)驗(yàn)研究來(lái)源于在Delaware大學(xué)海洋工程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的裂流實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)有沿岸沙壩和兩個(gè)裂流槽海灘上，Haller等［10—12］詳細(xì)測(cè)量了流速、波高以及水面高程。他們發(fā)現(xiàn)流場(chǎng)中存在第一和第二的兩個(gè)環(huán)流系統(tǒng)。第一環(huán)流是沿岸方向的補(bǔ)償流轉(zhuǎn)向穿過(guò)裂流槽后，一部分越過(guò)沙壩回到補(bǔ)償流中。第二環(huán)流系統(tǒng)則是位于沙壩以內(nèi)，并且與第一環(huán)流方向相反。同時(shí)他們也發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)環(huán)流的驅(qū)動(dòng)力是由水面高程所引起的壓力梯度。Haas等［13］進(jìn)一步測(cè)量了裂流的垂向變化。在實(shí)驗(yàn)室中用3個(gè)沿水深布置的流速儀測(cè)量了裂流的垂向分布，發(fā)現(xiàn)破波帶以內(nèi)的流動(dòng)沿水深基本一致，在破波帶以外裂流逐漸發(fā)展成表層流。Kennedy和Thomas［14］以及Haas等［15］分別利用浮子測(cè)量研究了裂流的形態(tài)，發(fā)現(xiàn)環(huán)流的不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，時(shí)間和空間尺度都發(fā)生變化。Kenndey等［16］研究了不同的裂流槽寬度對(duì)裂流形態(tài)的影響。

目前在實(shí)驗(yàn)室中大多通過(guò)強(qiáng)加地形的變化來(lái)產(chǎn)生裂流，而利用波浪相互作用產(chǎn)生裂流的研究相對(duì)很少。由于裂流通常是以環(huán)流的形式存在，且伴隨著渦，用定點(diǎn)測(cè)量的方法往往難以得到裂流的詳細(xì)速度分布，浮子示蹤法恰好能彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。彭石和鄒志利［17］在實(shí)驗(yàn)室利用浮子示蹤法測(cè)量了海岸由波浪破碎引起的裂流，該方法能夠顯示大范圍流場(chǎng)的詳細(xì)流速分布，可以克服采用流速儀僅能對(duì)有限固定點(diǎn)的流速進(jìn)行測(cè)量的缺點(diǎn)，特別適用于測(cè)量旋渦流場(chǎng)以及海岸裂流等的速度場(chǎng)，也可適用海岸波浪破碎所產(chǎn)生的復(fù)雜流動(dòng)。該測(cè)量方法所得到的表層流速與ADV流速儀的測(cè)量結(jié)果接近。Haller和 Dalrymple［18］用Bickley射流理論分析，發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定模型能夠預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)室觀察到的裂流波動(dòng)。

Dean和On［19］在波浪水槽中進(jìn)行了動(dòng)床和定床的三維裂流測(cè)量。Castelle等［20］通過(guò)在底床鋪設(shè)細(xì)沙，結(jié)合浮子示蹤法得到了裂流及其不穩(wěn)定現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)裂流的強(qiáng)度隨著裂流槽的深度增加而增加。Droson等［21］在波浪水槽中實(shí)驗(yàn)了裂流槽地形下的裂流，并研究了裂流的垂向分布。他們發(fā)現(xiàn)裂流槽內(nèi)的流動(dòng)沿水深趨于一致，而在沙壩頂上的流動(dòng)方向則隨水深變化大。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

國(guó)外學(xué)者進(jìn)行了很多現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)試驗(yàn)的研究。最初采用電子式流速傳感器局部測(cè)量與浮子流動(dòng)的目測(cè)觀測(cè)結(jié)合的方法。后來(lái)出現(xiàn)了多普勒式流速剖面儀大大提高了對(duì)速度場(chǎng)的儀器定量測(cè)量。隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）應(yīng)用在浮子定位上，可以減輕笨重的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，應(yīng)用拉格朗日測(cè)量法來(lái)更好的跟蹤裂流細(xì)部的流場(chǎng)［22—24］。為獲得大范圍的流場(chǎng)大多數(shù)學(xué)者采用浮子和空中攝像技術(shù)來(lái)分析裂流流場(chǎng)。Shepard等［1—3］通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的觀測(cè)（目測(cè)、潮汐記錄器、浮子、壓力計(jì)）與測(cè)量得到了裂流的經(jīng)典描述，對(duì)裂流做了定性的闡述。Inman等［25］通過(guò)浮標(biāo)測(cè)量定性的描述了裂流垂向和水平流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。Huntley等［26］通過(guò)染料示蹤法對(duì)裂流流動(dòng)形態(tài)做了定性描述。

裂流通常會(huì)將細(xì)砂帶到離岸，而把粗砂留在近岸。Reimintz等［27］在一處高能海灘發(fā)現(xiàn)延伸至水深30m的裂流，表明在風(fēng)暴條件下發(fā)生海岸侵蝕時(shí)，裂流可能是將泥沙輸送到遠(yuǎn)離近岸的大陸架上的重要途徑。Brander等［28—30］使用并置管式流速儀的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得到了裂流對(duì)地形變化描述和對(duì)泥沙通量的影響，建立了基于波浪參數(shù)及質(zhì)量輸移的地貌動(dòng)力學(xué)模型。Short［31］詳細(xì)解釋了裂流的加強(qiáng)和減弱對(duì)泥沙輸運(yùn)的量以及輸運(yùn)方向的影響，并將裂流分成了侵蝕裂流、沉積裂流和巨型裂流3類(lèi)。裂流的存在也會(huì)改變岸線的形狀。Komar［32］研究了裂流及其相關(guān)的沿岸流在大型海灘嘴形成中的作用。他在實(shí)驗(yàn)室和野外觀察到海灘嘴最終形成于裂流的根部。許多現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)裂流存在不穩(wěn)定波動(dòng)。Sonu［33］在Seagrove海灘上利用浮子和空中攝像記錄了裂流的蜿蜒和脈動(dòng)，他認(rèn)為這種不穩(wěn)定與破波帶內(nèi)的重力駐波有關(guān)。另外有學(xué)者提出裂流的低頻波動(dòng)可能是由剪切不穩(wěn)定引起的［34］。Macmahan等［35］在美國(guó)的 Monterey Bay進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)在波谷以下裂流流速趨于一致，而在波峰與波谷之間存在很強(qiáng)的垂向剪切。

3 理論分析及形成機(jī)理

3.1 裂流的類(lèi)型及其形成機(jī)理

Dalrymple等［36］按形成機(jī)理將裂流分為地形受迫裂流和波浪受迫裂流。產(chǎn)生裂流的機(jī)理是多種多樣的，Dalrymple模型大致分為兩類(lèi)：結(jié)構(gòu)相互作用模型與波浪相互作用模型。前者包括了海底地形，岸線邊界以及韻律型地形的影響；后者包括了入射波與邊緣波相互作用，相互交叉的波列和波流相互作用。本文中將裂流模型分為兩類(lèi)來(lái)描述：一類(lèi)是受迫環(huán)流模型，另一類(lèi)是自由環(huán)流模型。

3.1.1 受迫環(huán)流模型

受迫環(huán)流是指由邊界影響（如非平直海岸或海底隆起）或波列的疊加引起的沿岸波高變化而引起的環(huán)流。

Zyseman等［37］提出將裂流生成歸因與沿岸水深變化對(duì)原來(lái)波浪場(chǎng)的影響。Bowen和Inman［38—39］研究認(rèn)為由海底峽谷引起的波向線分散與匯聚是產(chǎn)生波高沿岸變化的主要原因。他們還進(jìn)一步指出同步邊緣波的存在可以類(lèi)似地改變波浪場(chǎng)，并通過(guò)水槽實(shí)驗(yàn)中演示了與入射單色波同步的固定邊緣波將產(chǎn)生穩(wěn)定的裂流。

波浪破碎沿岸不一致也會(huì)引起近岸環(huán)流。Mei和Liu［40］及 Noda［41］發(fā)現(xiàn)了周期性水深變化引起的強(qiáng)制環(huán)流。一種常見(jiàn)的產(chǎn)生裂流的地形是被裂流槽間斷的沿岸沙壩，許多的裂流實(shí)驗(yàn)研究集中在這種地形。除水底邊界以外，流場(chǎng)與海灘的側(cè)面邊界的相互作用也能產(chǎn)生裂流。裂流經(jīng)常在海岬處延伸向海，尤其是在波浪斜向入射時(shí)。Dalrymple等［42］及Visser［43］通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了由側(cè)向邊界影響生成的裂流。

3.1.2 自由環(huán)流模型

自由環(huán)流模型是由入射波浪與近岸環(huán)境之間的共振反應(yīng)引起的。Authur［44］首先提出了波流相互作用能通過(guò)折射作用加強(qiáng)裂流。隨后，Harris［45］在他的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)正向入射的波浪速度被向外流動(dòng)的裂流減緩而導(dǎo)致波浪前端的彎曲。Hino［46］利用水動(dòng)力不穩(wěn)定方程研究了平直海灘上裂流的形成。Deiggard等［47］研究了沙壩海岸上裂流槽的產(chǎn)生，他發(fā)現(xiàn)裂流的間距和沙壩與海岸線之間的距離是同一量級(jí)的。

波浪之間的相互作用也可以產(chǎn)生裂流。Dalrymple［48］通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，在沿岸一致的海灘上，相互交叉的單色波能引起波高變化并產(chǎn)生近岸環(huán)流。Dalrymple和Laman在實(shí)驗(yàn)中利用交叉波浪產(chǎn)生的裂流，并在岸線發(fā)現(xiàn)海灘嘴，驗(yàn)證了相交波浪產(chǎn)生海灘嘴的理論。接著，F(xiàn)ower和Dalrymple［49］將這個(gè)模型發(fā)展為稍微不同步的波浪將產(chǎn)生沿岸傳播的波高變化。他們進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)也顯示傳播波浪的調(diào)制能引起移動(dòng)的裂流。Tang和Dalrymple［50］從現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)中得出這樣的波浪調(diào)制能在流場(chǎng)中產(chǎn)生。

3.2 裂流的特征及影響因素

裂流存在的范圍比較窄，在沿岸方向的寬度一般在10～20m之間。Giger等［51］，通過(guò)淺水裂流實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)裂流是不穩(wěn)定的，并以蜿蜒且反向的漩渦為特征。Sonu認(rèn)為這種蜿蜒的不穩(wěn)定性與破波帶內(nèi)的重力駐波有關(guān)。Haller和Dalrymple指出裂流的不穩(wěn)定性與流的噴射不穩(wěn)定性相關(guān)，并用Bickley射流理論分析，發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定模型能夠預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)室觀察到的裂流波動(dòng)。Cooke［34］提出裂流的低頻波動(dòng)可能是由剪切不穩(wěn)定引起的。20世紀(jì)60年代初，Longuest－Higgins和Stewart［52］提出了輻射應(yīng)力，即將作用于單位面積水柱體的總動(dòng)量流時(shí)均值減去沒(méi)有波浪作用時(shí)的靜水壓力定義為波浪剩余動(dòng)量流，這個(gè)概念為解釋近岸波流體系、增減水等水動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象奠定了理論基礎(chǔ)，迄今為止仍被眾多學(xué)者用來(lái)研究波浪引起的近岸水流。當(dāng)波浪在近岸發(fā)生破碎會(huì)造成波高衰減和破波帶以內(nèi)的增水現(xiàn)象，引起向岸的輻射應(yīng)力梯度和向海的水位壓力梯度。一個(gè)公認(rèn)的觀點(diǎn)是，破波帶內(nèi)的向岸輻射應(yīng)力梯度與增水產(chǎn)生的向海水位壓力梯度相互平衡。

Bowen［38］和Sonu［53］首次指出近岸地形和輻射應(yīng)力是驅(qū)動(dòng)沿岸流和裂流的主要因素。并提出了基于運(yùn)動(dòng)方程和質(zhì)量守恒定律的近岸淺水方程。這些方程都是沿垂向水深平均和時(shí)間平均，并在動(dòng)量方程中加入了輻射應(yīng)力項(xiàng)的作用。

Jamie等［54］通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)，裂流的強(qiáng)度受到波高和水深的影響，隨著波高的增大和水深的減小，裂流強(qiáng)度明顯增大。波浪條件不僅影響裂流的強(qiáng)度，還會(huì)影響裂流的分布。當(dāng)波高增大時(shí)，向岸輸送的水量增多，裂流在尺度和強(qiáng)度上都增大，此時(shí)有一些裂流會(huì)消失，同時(shí)另一些裂流會(huì)在沿岸方向移動(dòng)，形成更寬更強(qiáng)的裂流，裂流的間距也增大［55］。裂流會(huì)隨入射波浪周期增大而增強(qiáng)，而波浪的入射角度也會(huì)影響裂流的形成［3］。

除入射波浪以外，裂流還受到其他因素的影響。Haas等［56］在澳大利亞的Moreton島觀察到波浪破碎位置在落潮時(shí)發(fā)生改變而使裂流加強(qiáng)。裂流的位置還與波浪的匯聚和分散點(diǎn)的位置有關(guān)。邊緣波與入射波的相互影響被認(rèn)為決定了平坡海灘上裂流之間的間距。此外，地形的幾何尺度也會(huì)影響裂流的形態(tài)。Brander［57］指出裂流會(huì)在裂流槽的橫截面減少時(shí)增強(qiáng)。

4 數(shù)值模擬

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)裂流系統(tǒng)采用數(shù)值模型進(jìn)行研究。在諸多波浪模型中，適用于模擬裂流的主要有兩類(lèi)［58］，一類(lèi)是波浪時(shí)均模型，另一類(lèi)是波浪時(shí)域模型。波浪時(shí)均這類(lèi)模型將流體運(yùn)動(dòng)方程在波浪周期上進(jìn)行平均，求解方程直接得到時(shí)均水流，而波浪的作用則通過(guò)輻射應(yīng)力來(lái)考慮。學(xué)者通過(guò)對(duì)能量耗散的改進(jìn)，比如“水躍”或者“表面水滾”來(lái)考慮波流相互作用、波波相互作用，并應(yīng)用于裂流地形的演變模擬中。Van Dongeren等［59］發(fā)展了準(zhǔn)三維的波浪時(shí)均模型，這類(lèi)模型包含了三維的短波平均的流速場(chǎng)。Svendsen等［60］通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)裂流的垂向分布進(jìn)行了驗(yàn)證。Haas等［61］利用準(zhǔn)三維水流模型SHORECIRC對(duì)Haller的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，通過(guò)模型計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的比較驗(yàn)證了時(shí)間平均水流特性，并分析了裂流的垂向特性以及三維模型對(duì)環(huán)流形式的影響。Slinn等［62］考慮了波流的相互作用，發(fā)現(xiàn)裂流對(duì)波浪會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)反饋，從而降低水流向外的強(qiáng)度和范圍。Reniers和 Battjes［63］，Ruessink等［64］發(fā)現(xiàn)在波浪中包含水滾模型導(dǎo)致的空間滯后將沿岸流最大流速向岸移動(dòng)。Kristen等［65］又發(fā)展了三維的近岸流數(shù)學(xué)模型。這類(lèi)模型計(jì)算速度較快但不能充分考慮近岸波生流場(chǎng)的一些顯著特征，如時(shí)域內(nèi)波浪非線性的影響、非線性波浪－波浪及波浪－水流的相互作用等。

波浪時(shí)域模型直接在時(shí)域內(nèi)對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，時(shí)均流場(chǎng)經(jīng)時(shí)間平均波浪流體質(zhì)點(diǎn)速度得到，受波浪尺度的限制，這類(lèi)模型計(jì)算效率較低，但能彌補(bǔ)上述時(shí)均模型的一些不足。由于Boussinesq水波方程的迅速發(fā)展和其在近岸區(qū)域的優(yōu)良性能，被廣泛用于模擬近岸波生流場(chǎng)。Chen等［66］以及 Nwogu［67］應(yīng)用二階完全非線性Boussinesq水波方程對(duì)Haller等在Delaware大學(xué)進(jìn)行的裂流實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬，但模擬時(shí)間比較短，且沒(méi)有考慮由于水流運(yùn)動(dòng)的三維特征引起的側(cè)向摻混影響。Sorensen等［68］采用Boussinesq模型，對(duì)Hamm［69］所做的規(guī)則波作用下的裂流實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬。Sancho等［70］發(fā)現(xiàn)，沿岸沙壩中小的裂流溝會(huì)導(dǎo)致沿岸的壓力梯度發(fā)生變化，從而產(chǎn)生裂流。目前，在裂流模擬中水滾的貢獻(xiàn)還沒(méi)有合理考慮。盧吉和余錫平采用一組弱非線性Boussinesq方程針對(duì)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究［71］，Johnson和Pattiaratchi［72］對(duì)實(shí)際海岸上裂流進(jìn)行了數(shù)值模擬。房克照等［73］建立了基于二階完全非線性Boussinesq水波方程的二維波浪破碎數(shù)學(xué)模型。將具有二階完全非線性特征的Boussinesq水波方程進(jìn)行擴(kuò)展，以考慮波浪破碎、混合子網(wǎng)格效應(yīng)以及水底摩擦引起的能量耗散。針對(duì)擴(kuò)展后的方程進(jìn)行了數(shù)值求解，建立了高精度數(shù)值格式，應(yīng)用模型對(duì)沙壩海岸上裂流進(jìn)行了數(shù)值模擬。

動(dòng)力地貌模型被用于波浪作用下海岸線的變遷。這些模型包括水動(dòng)力模型，泥沙運(yùn)動(dòng)和沙灘剖面演變耦合數(shù)學(xué)模型。張弛等［74］建立了波浪、底部離岸流、泥沙運(yùn)動(dòng)和沙灘剖面演變耦合數(shù)學(xué)模型，模擬了實(shí)驗(yàn)室中波浪作用下沙壩剖面的形成過(guò)程，討論了各個(gè)物理參數(shù)對(duì)剖面上的水動(dòng)力和地形變化的影響。Smit等［75］建立了動(dòng)力地貌模型，較好的預(yù)測(cè)了裂流槽和岸線地貌的準(zhǔn)正態(tài)分布，但地貌模擬與實(shí)際觀測(cè)的比較還處于定性階段，通過(guò)對(duì)視頻影像觀測(cè)和bar－shoral模型的尺度進(jìn)行比較，對(duì)裂流槽的產(chǎn)生和演變進(jìn)行定量的分析是未來(lái)裂流的研究趨勢(shì)。

5 結(jié)論與展望

隨著觀測(cè)技術(shù)和圖像處理技術(shù)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)將會(huì)獲得了更精細(xì)的破波帶內(nèi)水流結(jié)構(gòu)，同時(shí)也有力促進(jìn)了理論研究和數(shù)學(xué)模型的發(fā)展。通過(guò)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的結(jié)果：裂流強(qiáng)度隨著入射波波能的增大和水深的減小而增大；裂流的最大值出現(xiàn)在破波帶內(nèi)波能耗散最大位置。海岸地形對(duì)于裂流的產(chǎn)生和強(qiáng)度起到?jīng)Q定性作用。在數(shù)值模擬方面，通過(guò)對(duì)相位時(shí)均模型的改進(jìn)來(lái)考慮波流相互作用、波波相互作用，廣泛應(yīng)用于裂流的數(shù)值模擬。近年來(lái)由于Boussinesq水波方程的迅速發(fā)展和其在近岸區(qū)域的優(yōu)良性能，被廣泛用于模擬近岸波生流場(chǎng)。

在海岸裂流方面存在的不足以及今后需要進(jìn)一步研究的課題：在現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)中缺乏大波能波浪作用下裂流中心的波流相互作用、破碎帶內(nèi)的裂流垂向分布、離岸脈動(dòng)程度和渦脫落和瞬變裂流的研究，應(yīng)該是現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)將來(lái)發(fā)展的重要方向。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)大多通過(guò)強(qiáng)化地形的變化來(lái)產(chǎn)生裂流，缺乏利用波浪相互作用產(chǎn)生的裂流研究。對(duì)裂流不穩(wěn)定性研究主要集中在數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，可以結(jié)合流速儀測(cè)量結(jié)果和浮子示蹤法定量分析裂流的不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。國(guó)外已經(jīng)提出從浮子軌跡中分析波高的方法，如果在波浪變化不大的規(guī)則波浪場(chǎng)中，可以結(jié)合線性波浪理論和浮子的圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)計(jì)算波浪場(chǎng)。通過(guò)動(dòng)力地貌模型對(duì)砂質(zhì)海岸中裂流槽的產(chǎn)生和演變進(jìn)行定量的分析，從而預(yù)報(bào)裂流是未來(lái)裂流的研究趨勢(shì)。

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