规则波作用下柔性植物蜂巢护岸水动力特性试验研究

摘要

将植物引入到生态护岸工程当中,利用植物削弱波浪、增强岸坡的稳定性,可以达到环境效益和经济效益兼得的效果.基于天津市水域岸坡的现场调研,选取坡度为1∶3.5的单式护岸断面,在波浪水槽中建立考虑盐生植物的蜂巢生态护岸断面模型,研究其在不同规则波要素作用下的波浪爬高、越浪、近底波生流、护岸稳定性状况.研究结果表明:植物蜂巢生态护岸有效削弱了来浪,使得波浪爬高最大降低40%和单宽平均越浪量衰减最大可达到90%以上,且植物密度越大,衰减越多;植物蜂巢生态护岸对波浪近底流速没有明显影响,近底流速随着植物密度增大还呈现略微增大的趋势;植物蜂巢生态护岸有效防护了岸坡,增大了波浪作用下护岸坡面的稳定性;综合考虑波浪爬高与植物单位密度植数、水深、平均入射波高、周期、波长等物理量之间的关系,拟合出能直接考虑不同植物密度的波浪爬高计算公式,并通过对物理模型试验组次的计算,验证了公式的可靠性.通过与其他经验公式对比,表明《港口与航道水文规范》推荐公式以及本文拟合公式都能在一定程度上反映波浪在柔性植物斜坡护岸上的爬高.