物群落中浅水长波波能衰减和物质扩散规律研究

摘要

介绍了过去5年来作者在波浪与海岸带植物群落相互作用研究领域的进展.海岸带生态环境、污染物扩散的定量预报依赖于准确的估计浅水长波环境的扩散系数.采用多尺度分析方法分析了潮流作用下群柱内部流场特征:建立了适用于浅水长波作用下柱群内部的湍流模式,通过作用于桩柱上的阻力做功与湍流黏性耗散之间的能量平衡关系给出了单元平均涡黏性系数的计算方法;通过对均匀分布柱群的流场分析,建立了浅水长波环境以群柱为骨架的各向异性多孔介质湍流扩散系数、Taylor弥散系数的理论计算方法,获得了扩散系数随流动参数、群柱几何特征的变化关系,为大范围预报物质扩散过程提供了重要的介质特性参数.将水生植物群落和珊瑚礁简化为规则排列的浸水柱群,通过正应力连续条件匹配柱群上方纯水区势流流动和柱群内湍流黏性流动,开展了表面波与浸水柱群相互作用的多尺度理论分析和水槽模型实验,建立了近岸柱群覆盖缓坡地形波浪传播波能耗散和浅化过程的理论模型,为大范围预报海岸带水生植物群落、珊瑚礁等对波能的耗散提供了理论依据和验证准则.