王 彥，鄒志利，張振偉，劉忠波，房克照

（1. 大連海事大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，遼寧大連116026；2. 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；3. 廈門(mén)理工學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院，福建廈門(mén)361024）

裂流是由近岸海岸波浪破碎形成的強(qiáng)而窄的離岸水流［1-2］，它對(duì)近岸水體交換、泥沙輸運(yùn)、浮游生物遷移以及海岸安全都有重要影響［3-4］。根據(jù)裂流形成的主導(dǎo)控制因素分為地形控制裂流和水動(dòng)力控制裂流［5］。開(kāi)展隨機(jī)波浪交叉波浪作用下的裂流實(shí)驗(yàn)，對(duì)于研究海岸裂流的致災(zāi)機(jī)理及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有重要意義［6］。

由于受海底沿岸地形不均勻［7］、海岸構(gòu)筑物反射［8-10］和短峰波［11］等的影響，近岸波浪在沿岸方向出現(xiàn)流體質(zhì)量匯聚，從而使波高和波浪增減水在沿岸方向不均勻分布［12］，這是產(chǎn)生裂流的主要原因。目前針對(duì)裂流的研究主要集中在開(kāi)槽沙壩地形。Haller等［7］開(kāi)展了雙溝槽沙壩地形的實(shí)驗(yàn)室研究，明晰了裂流槽和近岸處存在兩個(gè)環(huán)流系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)力。Dr?nen 等［13］和房克照等［14］對(duì)單溝槽沙壩海岸上波生裂流進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，分別比較不同波高對(duì)于裂流強(qiáng)度及整個(gè)流場(chǎng)形態(tài)的影響，并對(duì)最大離岸流速與波高的關(guān)系進(jìn)行了分析。但針對(duì)波浪場(chǎng)沿岸不一致所形成的裂流研究較少。Dalrymple［9］進(jìn)行1∶5陡坡平直海岸模型丁壩反射波生成裂流實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)等波幅和等頻率但入射角相反的兩波列疊加在沿岸方向上產(chǎn)生駐波，表明交叉波浪會(huì)引起沿岸方向波高變化從而產(chǎn)生裂流，但并沒(méi)有進(jìn)行定量的速度測(cè)量。Shin 等［15］在韓國(guó)Haeundae 海灘利用閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)圖像技術(shù)觀測(cè)到交叉疊加波浪場(chǎng)。Hur等［16］進(jìn)行了有排水渠和有溝槽防波堤時(shí)的裂流實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究。王彥等［10，17］實(shí)驗(yàn)研究了1∶40坡有槽沙壩和平直沙壩海岸規(guī)則波疊加波浪形成的平均裂流特征。

現(xiàn)有的裂流實(shí)驗(yàn)研究主要關(guān)注規(guī)則波和有槽沙壩情況，而缺乏對(duì)隨機(jī)波浪情況下裂流特征的研究。本文研究了斜向入射的隨機(jī)波浪在丁壩反射疊加產(chǎn)生的交叉波浪作用情況下的裂流特征，實(shí)驗(yàn)地形為1∶40 坡度沙壩海岸，通過(guò)對(duì)疊加波浪節(jié)腹點(diǎn)位置浪高測(cè)量、沿岸布置的聲學(xué)多普勒流速儀（ADV）定點(diǎn)測(cè)量和浮子示蹤測(cè)量結(jié)果來(lái)分析波浪特征和裂流分布。

1 實(shí)驗(yàn)布置

1.1 實(shí)驗(yàn)地形

實(shí)驗(yàn)在大連理工大學(xué)海岸及近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室多功能水池中進(jìn)行，水池長(zhǎng)55.0 m，寬34.0 m，深0.7 m，其中一端為推板式多向不規(guī)則波造波機(jī)。1∶40 坡度沙壩模型與造波機(jī)成30o角。沙壩剖面采用高斯型，其中心距離靜水線5.0 m，寬2.0 m，壩頂水深0.045 m。在距離上游海岸模型邊緣16.0 m的垂直岸線處砌筑一道丁壩。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中的波浪場(chǎng)和速度場(chǎng)測(cè)量都是以丁壩為參照物，故本文坐標(biāo)原點(diǎn)取丁壩與靜水線交點(diǎn)，離岸方向?yàn)閤正向，丁壩指向上游方向?yàn)閥正向。入射波和丁壩反射形成的反射波疊加所形成疊加波浪區(qū)域如圖1a中陰影區(qū)所示，疊加后的波浪為垂直向岸傳播的駐波，其在沿岸方向形成若干個(gè)腹點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)，節(jié)腹點(diǎn)位置如表1所示。

圖1 裂流實(shí)驗(yàn)布置和地形斷面圖（單位：m）Fig.1 Experimental set up(unit:m)

1.2 測(cè)量方法

本文研究對(duì)象為隨機(jī)波浪，采用JONSWAP 譜（譜峰因子取3.3）。實(shí)驗(yàn)中波浪場(chǎng)布置3 列垂直岸線浪高儀，第1 列固定放置在距離丁壩9.0 m 處，其余2 列根據(jù)不同波況對(duì)應(yīng)周期分別布置在表1 給出的節(jié)腹點(diǎn)位置（按照平底處水深迭代計(jì)算所得的節(jié)腹點(diǎn)位置），如圖2所示。從圖2可以看出，y=9.0 m剖面在沙壩外側(cè)區(qū)域沒(méi)有發(fā)生波浪疊加，可作為反射區(qū)波浪疊加效果的參考。流場(chǎng)測(cè)量采用聲學(xué)多普勒流速儀（ADV）和浮子示蹤兩種測(cè)量方法。29 個(gè)ADV的數(shù)據(jù)采集采用無(wú)線連接方式，流速儀測(cè)量點(diǎn)位置在水深1/3處，用來(lái)測(cè)量流速沿水深的平均值。由于ADV的數(shù)量有限，需重復(fù)多次測(cè)量才能更好地獲得速度場(chǎng)情況。浮子示蹤技術(shù)是通過(guò)在流場(chǎng)表面投放能夠隨水流浮動(dòng)的浮子來(lái)顯示流速分布，并通過(guò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（CCD）采集指定區(qū)域內(nèi)流場(chǎng)表面的粒子隨水流的運(yùn)動(dòng)情況。CCD 測(cè)量范圍為7.5 m×5.5 m，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)采集范圍是0～7.5 m，0～5.5 m。浮子測(cè)量方法可以得到大范圍流場(chǎng)的詳細(xì)平面流動(dòng)，結(jié)合儀器定點(diǎn)測(cè)量方法可以更好地分析環(huán)流特征。因?yàn)楣?jié)腹點(diǎn)位置與周期有關(guān)，僅僅對(duì)表1 中波況1、3 和6 進(jìn)行了浮子示蹤測(cè)量，采集頻率為10 幀?s-1，采集幀數(shù)為9 000幀。

圖2 浪高儀布置圖（單位：m）Fig.2 Layout of wave gauge(unit:m)

2 波浪場(chǎng)特征和驅(qū)動(dòng)力

2.1 波浪場(chǎng)特征

本文研究了沙壩地形在實(shí)驗(yàn)波浪場(chǎng)環(huán)境下所形成的流動(dòng)系統(tǒng)的特征。因?yàn)檫@一特征是由入射波浪遇丁壩反射所形成的疊加波浪場(chǎng)形成，所以這一流動(dòng)受疊加波浪場(chǎng)的波高分布影響。其特征是在沿岸方向形成駐波，駐波在沿岸方向有等間距的節(jié)腹點(diǎn)分布，從而使沿岸方向波高呈周期性變化。由圖3a、3c、3e 給出的3 個(gè)不同周期波況（波況1、3 和6）的沙壩外側(cè)的波高分布可以看出波高與節(jié)腹點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即在腹點(diǎn)位置波高大，在節(jié)點(diǎn)位置波高小。因?yàn)椴ɡ嗽鰷p水依賴于波高，波高越大增減水絕對(duì)值越大，所以在沿岸方向波高的周期性變化也使得波浪增減水周期性變化，即在腹點(diǎn)位置波浪減水大，在節(jié)點(diǎn)位置波浪減水小。

本文選用沿岸一致沙壩海岸來(lái)討論地形沿岸均勻情況下的沙壩對(duì)疊加波浪場(chǎng)的影響。波浪在沙壩離岸區(qū)域開(kāi)始發(fā)生破碎，直至沙壩峰附近發(fā)生強(qiáng)烈破碎，這可由圖3a沙壩峰附近和沙壩離岸側(cè)波高衰減斜率體現(xiàn)。以波況1腹點(diǎn)2為例，沙壩位置（5.0～6.0 m）衰減斜率為0.043，破碎點(diǎn)位置（7.0～8.0 m）衰減斜率為0.012。這是由于沙壩頂水深足夠?。?.5 cm）使得節(jié)腹點(diǎn)處的波浪發(fā)生強(qiáng)烈破碎，破碎波高主要受沙壩峰附近小水深控制（破碎波高Hb=破碎指標(biāo)γb×破碎點(diǎn)水深hb）。由于節(jié)腹點(diǎn)波高不同，破碎位置不同，腹點(diǎn)處大部分波浪在沙壩外側(cè)（x=6.0 m）破碎，節(jié)點(diǎn)處波浪在沙壩頂（x=5.0 m）破碎，這表明整個(gè)波浪場(chǎng)的波浪破碎主要集中發(fā)生在沙壩附近。這也使得波浪增減水出現(xiàn)增水的位置不同：腹點(diǎn)處先于節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)增水。從圖3可以看出，在x ≤5.0 m 區(qū)域腹點(diǎn)位置的波高和波浪增減水都高于節(jié)點(diǎn)位置，這可能是由波流相互作用使得波浪提前破碎引起的。從圖3的波高和波浪增減水分布可以看出，在x ≤5.0 m 區(qū)域，由腹點(diǎn)指向節(jié)點(diǎn)的波高和波浪增減水沿岸降低。圖3 還表明，對(duì)于離岸破碎帶外的各節(jié)腹點(diǎn)波高存在較大差別，而對(duì)于沙壩向岸側(cè)的波高則相差不大，如圖3a、3c、3e所示，在沙壩頂處（x=5.0 m）節(jié)腹點(diǎn)的波高相近。這是由于沙壩在各節(jié)腹點(diǎn)具有相同的水深，迫使具有較大波高的腹點(diǎn)位置波浪產(chǎn)生更大的能量耗散。沙壩向岸側(cè)的波能與節(jié)點(diǎn)位置處相差不大，也表明近岸沙壩具有調(diào)解近岸波浪場(chǎng)的作用。

為了說(shuō)明隨機(jī)波浪疊加波浪場(chǎng)與規(guī)則波情況的差別，圖4 給出了波況3 和與其相同周期、相近波高的規(guī)則波（波高3.9 cm，周期1.5 s）情況下波浪場(chǎng)的圖片對(duì)比。從圖4 可以看出，兩種波浪類型的疊加波浪場(chǎng)都由許多個(gè)菱形組成，菱形的頂點(diǎn)是沿岸駐波的腹點(diǎn)，菱形邊的中點(diǎn)是駐波的節(jié)點(diǎn)。由于規(guī)則波情況下入射波浪波高不發(fā)生實(shí)時(shí)變化，入射波和反射波疊加波高都保持一致，從而疊加波浪場(chǎng)形成穩(wěn)定的菱形形態(tài)，節(jié)腹點(diǎn)清晰易見(jiàn)。不規(guī)則波入射波高是實(shí)時(shí)變化的，同一節(jié)腹點(diǎn)位置處疊加的入射波與反射波的波高并不一致，這就會(huì)出現(xiàn)節(jié)腹點(diǎn)位置的波高是變化的，因此疊加波浪場(chǎng)的菱形形態(tài)不如規(guī)則波情況明顯，菱形邊線也不規(guī)則。疊加波浪場(chǎng)的節(jié)腹點(diǎn)位置只依賴于波浪周期，不規(guī)則波的節(jié)腹點(diǎn)位置與規(guī)則波情況一致。

圖3 節(jié)腹點(diǎn)波高H和增減水ηˉ分布圖Fig.3 Wave heights and set up for nodes and antinodes

2.2 驅(qū)動(dòng)力

波高和波面沿岸周期性變化將在相鄰節(jié)腹點(diǎn)間產(chǎn)生沿岸靜壓力差和沿岸輻射應(yīng)力差。由沿岸方向動(dòng)量方程可知，沿岸補(bǔ)償流的驅(qū)動(dòng)力Fy是波面靜壓力差F(1)y和輻射應(yīng)力差F(2)y之和，即

式中：ρ為海水密度；g為重力加速度；h為靜水水深；ηˉ為增減水；H為波高；Syy為輻射應(yīng)力；k為波數(shù)。

長(zhǎng)期以來(lái)中小河流的治理資金主要靠地方政府，特別是“兩工”群眾投工投勞，在“兩工”取消后，中央和地方的資金未能安排，資金缺位造成治理停滯，目前治理任務(wù)艱巨。

為了給出式（1）沿岸補(bǔ)償流驅(qū)動(dòng)力的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖5 分別給出了波況2（周期1.0 s）和波況3（周期1.5 s）沿岸方向波面靜壓力梯度ρg(h+ηˉ)?ηˉ/?y（用F(1)y表示）、輻射應(yīng)力梯度?Syy/?y（用F(2)y表示）及其二者之和沿岸方向的變化。圖5給出x=4.0、5.0、6.0 m 3 個(gè)沿岸斷面的波浪驅(qū)動(dòng)力的沿岸梯度。計(jì)算過(guò)程是先將各斷面波高和波面的沿岸方向?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行三次樣條擬合得到沿岸的連續(xù)數(shù)據(jù)，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行沿岸梯度運(yùn)算。從圖5 可以看出，靜壓力梯度（圖5 中虛線）和輻射應(yīng)力梯度（圖5 中點(diǎn)劃線）曲線沿著峰值垂線都存在不對(duì)稱性，與文獻(xiàn)［17］對(duì)比，后者不對(duì)稱性更明顯。這是因?yàn)殡S機(jī)波浪波況包含入射波幅較多，入射波和反射波的波高不一致，使得波高變化呈現(xiàn)不對(duì)稱性。在破碎帶內(nèi)，沙壩凹槽處（x=4.0 m）和沙壩頂（x=5.0 m）的波面沿岸靜壓力梯度F(1)y和輻射應(yīng)力梯度F(2)y方向是一致的，都產(chǎn)生由高波高腹點(diǎn)區(qū)域指向低波高節(jié)點(diǎn)區(qū)域的驅(qū)動(dòng)力，是形成離岸裂流的主要?jiǎng)恿?lái)源。其波面沿岸壓力梯度明顯大于波高引起的輻射應(yīng)力沿岸梯度，在沙壩凹槽處（x=4.0 m）總驅(qū)動(dòng)力與波面靜壓力梯度接近（二者最大比值可達(dá)9）；沙壩頂仍是波面靜壓力梯度占主導(dǎo)，只是占比略有降低。沿岸總驅(qū)動(dòng)力的數(shù)值與周期相關(guān)，大周期1.5 s（波況3）的沿岸驅(qū)動(dòng)力是周期1.0 s（波況1）的3倍，因此大周期波況的裂流沿岸寬度更大，見(jiàn)圖6。大周期1.5 s（波況3）在沙壩凹槽處的驅(qū)動(dòng)力與沙壩頂處相差不大，而周期1.0 s（波況1）凹槽處的沿岸驅(qū)動(dòng)力約為沙壩頂處的1/2，這表明大周期波況向岸側(cè)驅(qū)動(dòng)力范圍更廣，這使得大周期波況形成的裂流垂向尺度更大。而在破波帶外沙壩邊緣處（x=6.0 m）波面沿岸靜壓力差和輻射應(yīng)力沿岸梯度方向則是相反的，二者之和可部分相互抵消，總驅(qū)動(dòng)力的數(shù)值與沙壩凹槽處接近。綜上所述，單純疊加波浪場(chǎng)生成的裂流主要受波浪沿岸不均勻的影響，產(chǎn)生裂流的驅(qū)動(dòng)力主要是波面沿岸靜壓力梯度F(1)y，沿岸輻射應(yīng)力Syy產(chǎn)生的壓力梯度量值相對(duì)較小，處于次要地位，其沿岸變化可能是由于波流相互作用導(dǎo)致的沿岸波高微小變化所引起（地形沿岸變化均勻，不引起波高沿岸變化）。大周期波況可形成更大的裂流寬度（沿岸方向）和裂流長(zhǎng)度（垂直岸方向）。

圖4 規(guī)則波和不規(guī)則波波浪場(chǎng)對(duì)比Fig.4 Comparison of wave fields

3 裂流流場(chǎng)特征

裂流流場(chǎng)特征是通過(guò)分析不同波高和周期波況的流速分布得到的。圖6 給出了垂直岸線3 個(gè)測(cè)量斷面（x=4.0、5.0、6.0 m）上布置的聲學(xué)多普勒流速儀（ADV）測(cè)得的垂直岸線流速u沿岸方向的速度剖面，圖6a 是相同周期不同波高情況的對(duì)比，圖6b 是相近波高不同周期情況的對(duì)比。

裂流位置完全受疊加波浪節(jié)點(diǎn)位置控制，當(dāng)波浪周期變化導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)變化時(shí)裂流位置也發(fā)生改變，這與裂流溝槽存在時(shí)裂流還受裂流位置控制不同。從圖6a 可以看出，周期為1.5 s 不同波高波況在節(jié)點(diǎn)1 附近都有裂流出現(xiàn)，沙壩頂（x=5.0 m）裂流出現(xiàn)中心位置完全受疊加波浪節(jié)點(diǎn)位置控制，而在上下游（x=4.0、6.0 m）裂流中心位置會(huì)出現(xiàn)左右擺動(dòng)現(xiàn)象，這說(shuō)明沙壩頂（x=5.0 m）位于裂流頸，下游（x=6.0 m）位于裂流頸和裂流頭之間，裂流中心向左偏離節(jié)點(diǎn)位置。沿岸方向的裂流寬度、沙壩頂（x=5.0 m）位置節(jié)點(diǎn)1 處沙壩頂裂流歸一化寬度（裂流寬度/沿岸駐波波長(zhǎng)）分別為0.56、0.58、0.63和0.54，隨機(jī)波浪情況下裂流寬度大于規(guī)則波情況，這是因?yàn)殡S機(jī)波浪入射波和反射波實(shí)時(shí)變化，使得裂流剖面扁平，寬度略大。隨著波高增大，在下游（x=6，0 m）裂流寬度略有變大，這是由不規(guī)則波大波高波況包含入射波幅較多致使破碎位置差異較大造成的。節(jié)點(diǎn)1 和節(jié)點(diǎn)2 處產(chǎn)生的離岸裂流流速u的速度峰值位置變化很小，而裂流的最大值變大，節(jié)點(diǎn)1 處沙壩頂?shù)牧蚜鳉w一化最大值（Vmax/ gDc，Vmax為裂流最大值，Dc為沙壩頂水深）分別為0.13、0.27、0.32 和0.39。綜上可知，裂流頸的裂流寬度大致等于相鄰節(jié)腹點(diǎn)之間的距離，但隨著波高不同該距離有所偏離。裂流最大值位于沙壩峰處，因?yàn)樵撎幩钭钚　?/p>

圖5 沿岸壓力梯度Fig.5 Comparison of longshore pressure gradients

不同周期情況如圖6b所示，沙壩頂裂流最大值位置分別為0.73、1.21 和1.78 m，裂流歸一化最大值分別為0.23、0.27 和0.23，歸一化寬度分別為0.55、0.46 和0.47。由此可以看出，裂流的位置受波浪節(jié)腹點(diǎn)控制，而疊加波浪的節(jié)腹點(diǎn)位置是受波浪周期影響。隨著周期的增大，沿岸方向的駐波波長(zhǎng)增大，節(jié)腹點(diǎn)距丁壩的距離也變大，相應(yīng)的離岸裂流最大值位置距丁壩位置也隨之增大，裂流的寬度也隨周期的增大而變大，裂流強(qiáng)度變化不大。離岸的其他流速剖面（x=4.0、6.0 m）存在相同規(guī)律。

4 環(huán)流特征

裂流的環(huán)流特征主要通過(guò)浮子示蹤測(cè)量結(jié)果給出，其速度場(chǎng)為水體表面流速，在沿岸沙壩附近的裂流區(qū)域大致體現(xiàn)為環(huán)流系統(tǒng)。圖7給出浮子軌跡線和流速渦量圖，圖7中豎向虛線、實(shí)線分別表示理論節(jié)、腹點(diǎn)線。

在沙壩附近區(qū)域（x＞3.0 m），由于疊加波浪場(chǎng)在沿岸方向上周期變化會(huì)形成向岸流和離岸流的周期性變化，從而在沿岸方向形成交替的環(huán)流系統(tǒng)，該交替環(huán)流系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于交替出現(xiàn)的波腹點(diǎn)和波節(jié)點(diǎn)對(duì)。環(huán)流系統(tǒng)包括圍繞波節(jié)點(diǎn)的離岸裂流、圍繞波腹點(diǎn)的向岸流和由波腹點(diǎn)向波節(jié)點(diǎn)匯聚的沿岸方向的補(bǔ)償流。伴隨裂流出現(xiàn)了位于裂流頸兩側(cè)的一對(duì)反向大尺度渦，渦中心位置接近沙壩峰，沿岸方向位于節(jié)腹點(diǎn)之間并稍偏向于節(jié)點(diǎn)。從圖7a的浮子軌跡線可以看出，在節(jié)點(diǎn)處穿越沙壩的浮子數(shù)量并不多，這是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)處沙壩頂水深較淺，離岸運(yùn)動(dòng)的浮子受到波浪破碎產(chǎn)生的水滾影響而不容易跨越沙壩離岸運(yùn)動(dòng)。在腹點(diǎn)處同時(shí)產(chǎn)生集中的向岸質(zhì)量輸移流。在向岸區(qū)域（x＜3.0 m），表面流速以向岸為主，這是因?yàn)檠匕豆?jié)腹點(diǎn)波高相差不大（相當(dāng)于沿岸一致波浪正向入射），垂直岸線方向的速度分量表現(xiàn)為海底回流（undertow），水體表面主要是向岸的斯托克斯質(zhì)量輸移流。

圖6 垂直岸線流速u速度剖面分布Fig.6 Velocity distribution for different wave heights and different wave periods

從圖7 可以看出，兩波況都形成了跨越沙壩的環(huán)流系統(tǒng)和渦。波浪破碎點(diǎn)位置決定了環(huán)流中心位置，不同周期情況下節(jié)腹點(diǎn)處的波浪都在沙壩頂強(qiáng)烈破碎，從而使得海岸環(huán)流都集中在沙壩上，流速最大值都發(fā)生在裂流最大值位置（沙壩頂）附近。而環(huán)流系統(tǒng)在沿岸方向的中心位置距丁壩的距離隨周期增大而增大，從而增加了環(huán)流系統(tǒng)沿岸方向的寬度，所形成的渦在沿岸方向尺度也變大。這是因?yàn)橄虬遁斠屏骱土蚜鞯奈恢檬芄?jié)腹點(diǎn)控制，而疊加波浪的節(jié)腹點(diǎn)位置是受波浪周期控制。

圖7 浮子軌跡線和流速渦量圖Fig.7 Drifter tracks and vortex intensity

5 結(jié)論

（1）裂流的驅(qū)動(dòng)力是沿岸靜壓力差和沿岸輻射應(yīng)力差的合力。疊加波浪場(chǎng)生成裂流的主要驅(qū)動(dòng)力是平均水面沿岸靜壓力梯度，而沿岸輻射應(yīng)力產(chǎn)生的壓力梯度處于次要地位，僅為前者的1/9 左右。大周期情況更容易形成較大的沿岸驅(qū)動(dòng)力，從而形成較大的裂流區(qū)域。

（2）與規(guī)則波相比，隨機(jī)波浪疊加生成裂流的速度剖面較為扁平，裂流寬度略大于相鄰節(jié)腹點(diǎn)之間的距離，但隨波高不同該距離有所偏離。裂流長(zhǎng)度小于規(guī)則波情況，且隨著周期增大，長(zhǎng)度也有所增大。裂流的沿岸位置完全受波浪節(jié)點(diǎn)控制，當(dāng)波浪周期變化導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)變化時(shí)裂流位置也發(fā)生改變。垂直岸方向裂流最大值位于沙壩頂。

（3）疊加波浪場(chǎng)形成了交替出現(xiàn)的環(huán)流系統(tǒng)，該交替環(huán)流系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于交替出現(xiàn)的波腹點(diǎn)和波節(jié)點(diǎn)對(duì)。環(huán)流系統(tǒng)包括圍繞波節(jié)點(diǎn)的離岸裂流、圍繞波腹點(diǎn)的向岸流和由波腹點(diǎn)向波節(jié)點(diǎn)匯聚的沿岸方向的補(bǔ)償流。伴隨裂流出現(xiàn)了位于裂流頸兩側(cè)的一對(duì)反向大尺度渦，渦中心位置接近沙壩峰，沿岸方向位于節(jié)腹點(diǎn)之間并稍偏向于節(jié)點(diǎn)。

作者貢獻(xiàn)說(shuō)明：

王 彥：負(fù)責(zé)論文技術(shù)路線、邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)分析與解釋，對(duì)論文進(jìn)行了重要的修改。

鄒志利：負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)方案的提出和總體把控。

張振偉：負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集。

劉忠波：負(fù)責(zé)論文思路的把控和核準(zhǔn)，對(duì)論文進(jìn)行了重要的修改。

房克照：負(fù)責(zé)論文思路的把控和核準(zhǔn)，對(duì)論文進(jìn)行了重要的修改。