基于根茎叶定量概化模型的植被区沿程波高衰减机制试验研究

【目的】红树林作为一种新型生态式的护岸工具,其消波效应已成为海岸工程研究热点。本文对红树林根、茎、叶不同组成部分进行定量研究,进一步探究红树林对波浪的消减效应。【方法】采取定量概化的根茎叶植物模型,通过波浪水槽试验探究了红树林植被区沿程波高衰减机制。将Kobayashi等提出的理论模型计算所得的植被区沿程波高理论值与试验值进行对比。【结果】研究发现,由Kobayashi等提出的理论模型计算所得的试验波高衰减系数的范围分别为0.02~0.47。当入射波波长与植被区沿流向长度之比趋于1时,消波强度最弱。同时波浪在植被区衰减过程中出现了边界效应及波浪跃增现象,波高增量比的范围为0~13%。当波长与植被区沿流向长度之比在1.0~1.2之间,且淹没度等于1.0时,跃增高度随叶的分布密度的减小而增大,随根的分布密度的减小而减小。而当淹没度等于0.8时,减小根或叶的分布密度,跃增高度均减小。【结论】根和叶的分布密度、淹没度以及波长与植被区沿流向长度之比均会对植被区沿程波高衰减规律产生不同程度的影响。

基于根茎叶概化模型的孤立波消减特性实验

采用孤立波模拟海啸波,利用根茎叶定量概化模型近似模拟近岸刚性植物,以探究植物根、茎、叶对孤立波消减特性的影响。研究发现,透射系数的范围为0.56~0.85,植被区沿程波高衰减百分比的范围为25.9%~97.0%。根、叶在不同分布密度条件下的透射系数均随相对波高的增大而逐渐减小。当淹没度大于0.7时,在入射波高等于7.0,9.0和12.0 cm条件下,波高衰减强度沿流向的敏感度逐渐降低,植物消浪呈现边界效应。当淹没度为0.6、根和叶分布密度均为16枝/株时,波浪于植被区发生波高增大现象,波高增值的范围为3.0%~6.0%。植物根、茎、叶对孤立波消减特性的影响与根和叶的分布密度、淹没度及相对波高均相关。