豎直雙擋板樁基碼頭港內(nèi)波浪特性試驗研究

許忠厚，陳國平，尹亞軍，黃璐，董曉紅

（河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院海岸災(zāi)害及防護(hù)教育部重點實驗室，南京210098）

豎直雙擋板樁基碼頭港內(nèi)波浪特性試驗研究

許忠厚，陳國平，尹亞軍，黃璐，董曉紅

（河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院海岸災(zāi)害及防護(hù)教育部重點實驗室，南京210098）

結(jié)合某碼頭二期工程建設(shè)，對豎直雙擋板樁基碼頭結(jié)構(gòu)開展波浪整體與斷面物理模型試驗，對工程碼頭、防波堤設(shè)計波要素及港內(nèi)波高分布進(jìn)行了測定。分析了豎直雙擋板樁基碼頭不同擋板結(jié)構(gòu)（擋板底高程、擋板封閉情況）時的港內(nèi)波高分布特征，分析了不同工況下港內(nèi)泊穩(wěn)條件，并給出了最優(yōu)化方案；研究了波向?qū)@射的影響、有效波高比與相對入水深度對透射系數(shù)的影響，分析了繞射波、透射波、反射對港內(nèi)波況的影響。研究表明，《海港水文規(guī)范》給出的島式防波堤堤后不規(guī)則波繞射系數(shù)整體上小于豎直雙擋板樁基碼頭的繞射波試驗值，港域內(nèi)波高最小的區(qū)域位于距離碼頭中心一倍船寬附近，最后提出了一種港內(nèi)波高的簡化計算方法。

擋板式；波高分布；波浪透射；波浪繞射

波浪是海洋中最常見的現(xiàn)象之一，是海洋和海岸工程最重要的水動力因素，港內(nèi)的波高分布和港內(nèi)平穩(wěn)度是港口規(guī)劃建設(shè)中需考慮的首要問題。在海港建設(shè)中，碼頭結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計以及港口建筑物的合理布局對港口船只的平穩(wěn)停泊及裝卸作業(yè)有著顯著的影響。因此，了解波浪的傳播、變形、繞射和透射特性，確定港內(nèi)波浪的分布具有理論與工程指導(dǎo)意義。

針對港口工程中的波浪傳播問題，一般有理論分析、實驗研究、現(xiàn)場觀測以及數(shù)學(xué)模型等解決方法［1］。對于地形復(fù)雜區(qū)域的波浪分布特性，物理模型的研究能夠較好反映波浪的傳播變形特性，很多學(xué)者采用波浪整體物理模型試驗做過港灣泊穩(wěn)條件方面的研究，徐敏福等［2］采用堵口后整體泊穩(wěn)試驗研究了透浪、繞射與越浪對港內(nèi)波況的影響；Yu Yuxiu等［3］采用整體物理波浪物理模型試驗方法研究了引航道對港內(nèi)波浪條件的影響；白靜等［4］以某大型港區(qū)工程為實例，通過波浪整體物理模型試驗研究防波堤口門傳入港區(qū)的波浪條件分析了港內(nèi)小風(fēng)區(qū)風(fēng)成浪對港內(nèi)碼頭設(shè)計要素及泊穩(wěn)條件的影響；龔世杰等［5］，丁兆寬等［6］，劉針等［7］通過不同結(jié)構(gòu)與碼頭或防波堤平面布置的波浪整體模型試驗，研究港內(nèi)泊穩(wěn)并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化；對于樁基擋板式結(jié)構(gòu)碼頭港內(nèi)波浪特性研究，柳玉良等［8］通過樁基擋板式防波堤整體試驗分析了港內(nèi)波況的影響因素，包括擋板、水深、波向以及對繞射波與透射波的影響進(jìn)行了理論計算與試驗值的比較。本文通過豎直雙擋板樁基碼頭波浪整體與斷面物理模型試驗，分析研究豎直雙擋板樁基碼頭不同擋板結(jié)構(gòu)（擋板底高程、擋板封閉情況）時的港內(nèi)波高分布特征，以及繞射波、透射波、反射對港內(nèi)波況的影響，對于類似工程建設(shè)具有參考價值。

1 試驗概況

某客運碼頭位于小洋山島東南側(cè)的沈家灣島，北側(cè)已建有防波堤，對偏N—NE向波浪掩護(hù)條件較好，但對夏季偏E—SE向風(fēng)浪掩護(hù)條件較差，對港內(nèi)波高影響較大的波向主要為E、ESE、SE向［9］，風(fēng)浪較大時影響碼頭運營，為改善碼頭區(qū)的泊穩(wěn)條件，擬對客運碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造及擴建（圖1）?？瓦\碼頭已建長度200m，擬建二期規(guī)劃對稱建設(shè)，長度180m，碼頭頂標(biāo)高▽6.30m，設(shè)計兩側(cè)可同時?？看啊Ｒ黄诠こ桃呀?jīng)建成并投入使用，碼頭前后沿均采用消浪板結(jié)構(gòu)，消浪板底標(biāo)高▽1.5m。二期碼頭擬采用消浪板結(jié)構(gòu)，消浪板底標(biāo)高▽0.0m。消浪板間距16m，在碼頭邊緣消浪板間距36.35m，消浪結(jié)構(gòu)見圖2～圖3。

圖1 碼頭布置方案與測點布置圖注：碼頭前沿1～6＃,19～22#,半倍船寬7～12#,23～26#,一倍船寬13～18#, 27～30#,防波堤31～34#,引橋35～36#,港內(nèi)水域37～42#。Fig.1 Layout out of wharf and locations of gauges

圖2 一期碼頭南側(cè)及北側(cè)擋浪板立面結(jié)構(gòu)圖Fig.2 South and north baffle elevation of the first phase wharf

圖3 二期碼頭南側(cè)及北側(cè)擋浪板立面結(jié)構(gòu)圖Fig.3 South and north baffle elevations of the second phase wharf

2 模型設(shè)計

模型按重力相似律及《波浪模型試驗規(guī)程》（JTJ234-2001T）的規(guī)定進(jìn)行模擬，整體試驗在80m×40m× 1.2m的波浪水池中進(jìn)行。模型的幾何比尺采用1：100，采用斷面板法模擬地形，為了減小港池邊壁的波浪反射影響，模型外圍邊界設(shè)置了消浪設(shè)施，試驗采用的不規(guī)則波頻譜為JONSWAP譜。港內(nèi)波高采用DJ800型多功能波高采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理及分析。在波浪平穩(wěn)條件下，不規(guī)則波每次采集180個以上的波浪進(jìn)行統(tǒng)計分析，每組試驗至少采集3次，取其平均值作為該組試驗的結(jié)果。

表1 試驗組合Tab.1 Schemes of test

3 試驗方法

試驗用設(shè)計波浪要素根據(jù)波浪整體數(shù)學(xué)模型試驗確定，分別進(jìn)行E、ESE、SE向波浪試驗，模型設(shè)計采用ESE向作為正向［10］。共進(jìn)行了原始地形條件等11個方案的試驗，試驗組合見表1。

方案1為原始地形條件下波要素試驗，方案2～11主要是測試二期碼頭建成后港域內(nèi)波高分布及碼頭泊穩(wěn)情況。試驗中，在模型范圍內(nèi)一共布置了52個波高測點，主要分布在碼頭、港內(nèi)回旋水域、引橋、防波堤等處（圖1），整體試驗波要素見表2。

表2 整體試驗特征點2 a一遇設(shè)計波浪要素Tab.2 Wave parameters of 2 years return period of the overallmodel test

4 試驗結(jié)果與分析

4.1 不同工況港內(nèi)泊穩(wěn)條件分析

外海波浪傳至工程區(qū)域，受到地形影響，E—SE向波浪均轉(zhuǎn)向至SE—S向，并且在傳播過程中受淺水變形影響，波高不斷增大?，F(xiàn)有防波堤對于E—S向波浪掩護(hù)作用不明顯。港域內(nèi)2 a一遇的泊穩(wěn)波高較大，基本都在1.0m以上；由于工程區(qū)受外海涌浪影響明顯，港內(nèi)泊穩(wěn)條件較差。

設(shè)計高水位時，方案2，一期碼頭的縱橫梁及南北兩側(cè)的透空消浪板具有一定的消浪效果；方案3，一期碼頭北側(cè)擋浪板封閉對北側(cè)區(qū)域起到一定的消浪作用，但由于碼頭長度較短，碼頭兩端波浪繞射明顯，有效掩護(hù)區(qū)域較小；方案4，二期碼頭南北兩側(cè)消浪板開孔率小于一期，其消浪效果略優(yōu)于一期，二期碼頭的建設(shè)可進(jìn)一步減小北側(cè)波高，且增大北側(cè)掩護(hù)區(qū)域，可有效改善碼頭北側(cè)的泊穩(wěn)條件；方案5、6，碼頭北側(cè)擋浪板封閉有一定消浪效果，但作用不明顯。

設(shè)計低水位時，由于水位較低（+0.53m），消浪板底高程較高（一期為+1.5m、二期為0.0m），幾乎沒有消浪作用，因此，設(shè)計低水位情況下二期碼頭建設(shè)對于碼頭區(qū)域的泊穩(wěn)波高無影響。

方案7，一、二期碼頭附近的泊穩(wěn)波高和方案5幾乎一樣，即北側(cè)擋浪板底高程的降低（一期降為0.0m、二期降為-1.0m），并不能有效減小碼頭北側(cè)的泊穩(wěn)波高。方案8防波堤延長后，對于E—ESE向波浪有很好的掩護(hù)作用，SE向波浪則變化不大，此方案泊穩(wěn)條件最好，但在深水區(qū)延長防波堤造價較高。

方案9二期北側(cè)底板進(jìn)一步下降，但底板與泥面之間仍有約1m透浪空間，與方案7相比，二期北側(cè)波高略有減小，但效果不明顯。方案10在設(shè)計高、低水位情況下，碼頭北側(cè)區(qū)域的泊穩(wěn)條件均好于方案2～6。方案11一、二期碼頭北側(cè)擋浪板均降至灘面，和方案10相比，一期碼頭北側(cè)波高明顯減小，但二期碼頭北側(cè)波高并未明顯減小，主要因為此時港域內(nèi)的波高已經(jīng)變?yōu)橐钥陂T的繞射為主。

綜合方案2～11，方案10最優(yōu)，但根據(jù)斷面模型試驗結(jié)果，消浪板封堵，會增大波浪對碼頭結(jié)構(gòu)的垂直和水平作用力。方案10的北側(cè)擋浪板采用板樁結(jié)構(gòu)，埋入泥面一定深度，既可以增加整體碼頭在波浪作用下的穩(wěn)定性，也可以防止封閉后可能產(chǎn)生的沖刷問題。由于工程海域自然條件復(fù)雜，泊位區(qū)掩護(hù)條件差，船舶噸位小，泊穩(wěn)要求高，在潮位較低時，透射波浪很大，泊穩(wěn)條件較差。

4.2 繞射波對港內(nèi)波況的影響

港內(nèi)繞射系數(shù)Kd的分布與防波堤及碼頭平面布置、入射波方向、水深等因素有關(guān)，尤其以來浪方向影響最大。

由于方案11碼頭北側(cè)擋浪板高程下降到灘面，實際為直墻式結(jié)構(gòu)，阻擋了波浪透射，港內(nèi)波浪以繞射波為主。碼頭北側(cè)一倍船寬測點29～30#，16～18#受反射等其他作用影響很小，主要測得的是繞射波高，可用實測有效波高與入射有效波高之比作為實測繞射系數(shù)Kd。下面闡述碼頭北側(cè)一倍船寬繞射系數(shù)的沿程變化規(guī)律、波向與水深的影響及與規(guī)范推薦值的比較。

ESE向浪與碼頭前沿線夾角39°，SE向浪與碼頭前沿線夾角62°，分別繪制設(shè)計高、低水位的不同來浪方向碼頭北側(cè)一倍船寬有效比波高對比圖（圖4）。從圖4中可以看出，在ESE和SE向浪作用下，碼頭北側(cè)一倍船寬有效比波高都在0.6以下；當(dāng)水位不變時，與碼頭前沿線夾角小的ESE向浪作用下的繞射系數(shù)大于夾角大的SE向浪作用的繞射系數(shù)；在水平方向，距離碼頭西邊沿越近，波向?qū)@射系數(shù)的影響越小，距離碼頭西邊沿最近的測點的繞射系數(shù)受波向影響很小，在5%以內(nèi)，說明試驗條件下以東側(cè)口門繞射為主；距離碼頭東側(cè)邊緣最近的測點由于波浪入射方向的原因，繞射系數(shù)最大，隨著波向與碼頭前沿線夾角增大，距離碼頭西側(cè)邊緣最近的測點繞射系數(shù)開始大于碼頭北側(cè)中間測點的繞射系數(shù)，碼頭北側(cè)的繞射系數(shù)呈現(xiàn)出以碼頭中心線對稱分布的趨勢?！逗８鬯囊?guī)范》（JTS145-2-2013）給出的島式防波堤堤后不規(guī)則波繞射系數(shù)也繪制在圖4中，從整體來看，試驗得到的繞射系數(shù)與規(guī)范給出的規(guī)律一致，規(guī)范推薦值小于試驗值，在靠近碼頭東側(cè)開敞區(qū)域與來浪方向的的測點二者比較接近，離碼頭東側(cè)開敞區(qū)域較遠(yuǎn)的測點規(guī)范推薦繞射系數(shù)小于試驗值，可能是受到現(xiàn)場復(fù)雜的地形條件及碼頭西側(cè)引橋影響，導(dǎo)致碼頭西側(cè)波高大于理論計算值。

將設(shè)計高水位（d/Hs=4.89），設(shè)計低水位（d/Hs=3.24）的繞射系數(shù)進(jìn)行對比，在來浪方向一定時，設(shè)計高水位繞射系數(shù)大于設(shè)計低水位的繞射系數(shù)，與理論計算值基本一致。

4.3 透射對港內(nèi)波況的影響

當(dāng)擋浪板底高程提高以及透空時，繞射影響的范圍逐漸變小，僅在碼頭東西邊緣處繞射較為明顯，碼頭北側(cè)區(qū)域的透浪特性成為主導(dǎo)影響因素。為了去除波浪繞射的作用，僅研究透射波浪對港內(nèi)波況的影響，進(jìn)行各種工況下一期、二期碼頭斷面波浪物理模型試驗，算得雙擋板透空碼頭的透射系數(shù)，Kt=Ht/H，Ht為透射波高，H為入射波高。

Ursell［11］首先研究了無限水深的擋浪板透浪系數(shù)，給出了直立薄板的精確解；Wie?gel［12］假定透射能量等于薄板下的入射波能量，根據(jù)微幅波理論推導(dǎo)出有限水深情況下的近似解析解；Hayashi［13］推導(dǎo)出垂直圓樁防波堤波浪透射率計算公式；Kriebel和Boll?mann［14］按波能流守恒推導(dǎo)出了擋浪板的透浪系數(shù)；Neelamani S［15］就雙擋板結(jié)構(gòu)的波浪透浪與相對入水深度（t/d）、相對波長（L/d）、波陡（H/L）等主要物理因素的相互影響關(guān)系進(jìn)行了研究。目前，對于透空雙擋板樁基碼頭的透浪特性研究還較少。

圖4 不同來浪方向碼頭北側(cè)一倍船寬有效比波高Fig.4 Relative significant wave heights under waves of different directions

圖5 透射系數(shù)與水深波高比d/H的關(guān)系曲線Fig.5 Relation of wave transmission coefficients and ratio of water depth and wave height（d/H）

圖6 透浪系數(shù)與相對入水深度t/d的關(guān)系曲線Fig.6 Relation of wave transmission coefficients and relative depth of immersion（t/d）

試驗時前擋板透空，前后擋板保持底高程一致，改變水位、擋浪板底高程及其透空情況，進(jìn)行各波浪要素試驗。圖5為透射系數(shù)與水深波高比d/H的關(guān)系曲線，從圖中可以看出，透浪系數(shù)受相對入水深度（t/d）的影響較大，在t/d=0時，透浪系數(shù)在0.9～1.0之間，受水深波高比d/H的影響很小；在t/d= 0.5時，透浪系數(shù)受水深波高比的影響較大，在水深波高比在3.0～6.0時，透浪系數(shù)隨水深波高比的增大先稍微增大再逐漸減小，當(dāng)d/H＞5.5時透浪系數(shù)隨水深波高比的增大減小明顯。圖中也表明，相同情況下，擋浪板封閉能有效減小透浪系數(shù)。圖6為透浪系數(shù)與相對入水深度t/d的關(guān)系曲線，可以看出，在擋浪板底高程一定時，調(diào)節(jié)水深使得相對入水深度變化，透浪系數(shù)隨著相對入水深度的增大而減小。斷面試驗的結(jié)果與整體試驗港內(nèi)合成波的變化趨勢相符，由于斷面試驗時建筑物后方波浪擴散很小，波能量損失較小，使得透浪系數(shù)在碼頭北側(cè)基本不變，而整體試驗無法單獨模擬透射對港內(nèi)波況的影響，且受到波浪擴散、地形變化影響。

4.4 反射對港內(nèi)波況的影響

方案11碼頭北側(cè)前沿的21～22#、4～6#測點的波高主要受到繞射與碼頭前沿波浪反射的作用，圖7為方案11直立墻式擋板碼頭北側(cè)有效比波高等值線分布圖。從圖中可以看出，在ESE向浪作用下的碼頭北側(cè)前沿的有效比波高大于SE向浪的情況，且碼頭前沿波高大于半倍船寬及一倍船寬處波高，港域內(nèi)波高最小的區(qū)域位于距離碼頭中心一倍船寬附近，這是由于波浪繞過碼頭在碼頭北側(cè)前沿產(chǎn)生墻前立波，使得碼頭北側(cè)前沿波高較大。

4.5 一種港內(nèi)波高的簡化計算方法

圖7 直立墻式擋板碼頭北側(cè)有效比波高等值線分布圖Fig.7 Distribution of relative significant wave heights in the north of wharf

圖8 設(shè)計高水位整體試驗有效波高比與計算有效波高比對比Fig.8 Relative significant wave heights of the overallmodel test and calculated relative significant wave heights under designing high water level

通過對比方案4～9整體模型試驗碼頭前沿到一倍船寬的有效比波高與斷面模型試驗的透浪系數(shù)，結(jié)果表明，SE，ESE向波浪作用下透浪系數(shù)變化并不明顯，可近似認(rèn)為港域內(nèi)在SE，ESE向波浪作用下透浪系數(shù)相同；同時，方案4～9在設(shè)計低水位時整體模型試驗的有效比波高與斷面模型試驗的透浪系數(shù)相差并不大，因此可以忽略繞射的影響，在設(shè)計高水位時，擋板入水深度較大方案7、9的整體模型試驗的有效比波高與斷面模型試驗的透浪系數(shù)差別較大，不能忽略繞射的影響。

同時考慮透射與繞射的影響，根據(jù)《海港水文規(guī)范》，，兩邊除以有效波高H，得到，式中，K為計算點的有效波高比，Kt為計算點的透射系數(shù)，Kd為計算點的繞射系數(shù)。將斷面試驗透射系數(shù)結(jié)合規(guī)范直墻島式防波堤繞射系數(shù)算得計算有效波高比，將其與整體模型試驗的實測有效波高比進(jìn)行對比，如圖8所示為設(shè)計高水位時SE向波浪作用下一倍船寬處方案7、9的計算結(jié)果對比。結(jié)果表明，對于擋板入水深度較大、波浪繞射不能忽略的情況，結(jié)合透射與繞射算得的計算有效波高比與整體試驗實測有效波高比更接近，誤差在10%以內(nèi)。

5 結(jié)論

本文采用波浪整體物理模型試驗，結(jié)合斷面物理模型試驗，研究了豎直雙擋板樁基碼頭不同擋板結(jié)構(gòu)（擋板底高程、擋板封閉情況）時的港內(nèi)波高分布特征，分析了不同工況下港內(nèi)泊穩(wěn)條件，并給出了最優(yōu)化方案。研究了波向?qū)@射的影響、有效波高比與相對入水深度對透射系數(shù)的影響，分析了繞射波、透射波、波浪反射對港內(nèi)波況的影響，并提出了一種港內(nèi)波高的簡化計算方法，結(jié)論如下：

（1）設(shè)計高水位情況下，二期碼頭的建設(shè)，對碼頭北側(cè)區(qū)域起到較好的掩護(hù)作用，可有效改善泊穩(wěn)條件，碼頭北側(cè)消浪板封堵有一定效果。設(shè)計低水位情況下，二期碼頭建設(shè)，北側(cè)擋浪板需降至灘面，才能對碼頭北側(cè)區(qū)域起到一定的掩護(hù)作用。綜合而言，方案10最優(yōu)，港內(nèi)泊穩(wěn)條件較好，且北側(cè)擋浪板采用板樁結(jié)構(gòu)，埋入泥面一定深度，既可以增加整體碼頭在波浪作用下的穩(wěn)定性，也可以防止封閉后可能產(chǎn)生的沖刷問題。

（2）《海港水文規(guī)范》給出的島式防波堤堤后不規(guī)則波繞射系數(shù)整體上小于本次試驗值，在靠近碼頭東側(cè)開敞區(qū)域的測點二者比較接近，離碼頭東側(cè)開敞區(qū)域較遠(yuǎn)的測點規(guī)范推薦繞射系數(shù)比試驗值小0.1～0.2之間，采用《海港水文規(guī)范》計算類似結(jié)構(gòu)的繞射系數(shù)時需研究規(guī)范適應(yīng)性問題，可以采用數(shù)值方法計算類似情況的繞射系數(shù)進(jìn)行驗證。

（3）斷面試驗研究表明，透浪系數(shù)受擋板相對入水深度的影響較大，透浪系數(shù)隨著相對入水深度的增大而減小。相同情況下，擋浪板封閉能有效減小透浪系數(shù)，透射系數(shù)在港域內(nèi)變化很小。

（4）波浪作用于直墻時，在碼頭背浪面產(chǎn)生的波浪反射作用下，碼頭前沿波高大于半倍船寬及一倍船寬處波高，港域內(nèi)波高最小的區(qū)域位于距離碼頭中心一倍船寬附近。

（5）在透浪作用起主導(dǎo)作用時，可以采用透射系數(shù)近似有效波高比，由此根據(jù)斷面試驗的結(jié)果推算出整個港域的波高分布；當(dāng)擋板相對入水深度較大、繞射系數(shù)不能忽略時，本文提出了將透射系數(shù)與繞射系數(shù)疊加計算有效比波高的方法，計算有效波高比與整體試驗實測有效波高比更接近，誤差在10%以內(nèi)。

［1］鄒志利.海岸動力學(xué)［M］.北京∶人民交通出版社，2009∶24-26.

［2］徐敏福，孫林云，潘洋.毛里塔尼亞友誼港工程堵口后整體泊穩(wěn)試驗研究［J］.水運工程，1986（5）∶1-9. XUm F，SUN L Y，PAN Y.Experimental study of berthing condition ofmauritania friendship port engineering after the taphole［J］. Port&Waterway Engineering，1986（5）∶1-9.

［3］Yu Yu xiu，Liu Shu xue.Three?dimensionalmodel test for port engineering withmulti?directional waves［J］.China Ocean Engineer?ing，1994（1）∶51-66.

［4］白靜，王朝輝，劉海源，等.大型港區(qū)港內(nèi)波浪條件分析研究［J］.水道港口，2010，31（5）∶429-432. BAI J，WANG C H，LIU H Y，et al.Analysis and study of wave condition in large port area［J］.Journal of Waterway and Harbor，2010，31（5）∶429-432.

［5］鞏世杰，鄭寶友，白玉川，等.不同沉箱結(jié)構(gòu)形式防波堤對港內(nèi)泊穩(wěn)影響的試驗研究［J］.水道港口，2012，33（5）∶375-579. GONG S J，ZHENG B Y，BAI Y C，et al.Impact on stability in harbor by different cassion structures［J］.Journal of Waterway and Harbor，2012，33（5）∶375-579.

［6］丁兆寬，宋荔欽.日照港石臼港區(qū)港內(nèi)泊穩(wěn)條件優(yōu)化研究［J］.水運工程，2014（4）∶63-68. DING Z K，SONG L Q.Optimization of berthing stability for phaseⅣ&Ⅴterminal of Rizhao port［J］.Port&Waterway Engineer?ing，2014（4）∶63-68.

［7］劉針，欒英妮.大連港太平灣港區(qū)波浪物理模型研究［J］.水道港口，2014，35（2）∶130-134. LIU Z，LUAN Y N.Research on wave physicalmodel for Taiping bay of Dalian Port［J］.Journal of Waterway and Harbor，2014，35（2）∶130-134.

［8］柳玉良，夏運強，張華昌，等.樁基擋板式防波堤內(nèi)的泊穩(wěn)狀況研究［J］.水運工程，2013（8）∶86-91. LIU Y L，XIA Y Q，ZHANG H C，et al.Wave conditions behind breakwater through cylinder foundation［J］.Port&Waterway Engi?neering，2013（8）∶86-91.

［9］徐錕.浙江省嵊泗沈家灣客運碼頭防波堤工程波浪數(shù)值模擬專題研究［R］.上?！弥薪坏谌絼?wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，2013.

［10］陳國平，楊越，嚴(yán)士常.沈家灣客運碼頭防波堤工程波浪整體物理模型試驗報告［R］.南京∶河海大學(xué)，2013.

［11］Ursell F.The effect of a fixed vertical barrier on surface waves in deep water［J］.Mathematical Proceedings of the Cambridge Phil?osophical Society，1947（43）∶374-382.

［12］Wiegel R L.Transmission of waves past a rigid vertical thin barrier［J］.Journal of the Waterways and Harbors Division，ASCE，1960（86）∶1-12.

［13］Hayashi T，Hattorim，Kano T.Hydraulic research on closely spaced pile breakwaters［C］//The International Conference on Coast?al Engineering.Proceedings of the 10th Coastal Engineering Conference.Tokyo∶World Scientific Publication Co.Inc.，1966∶873-884.

［14］Kriebel D L，Bollmann C A.Wave transmission past vertical wave barriers［C］//The International Conference on Coastal Engineer?ing.Proceedings of the 25th Coastal Engineering Conference.Orlando∶World Scientific Publication Co.Inc.，1996∶2 470-2 483.

［15］Neelamani S，Vedagirim.Wave interaction with partially immersed twin vertical barriers［J］.Ocean Engineering，2002（29）∶215-238.

Experimental research of wave properties in double vertical barriers pile wharf harbors

XU Zhong?hou,CHEN Guo?ping,YIN Ya?jun,HUANG Lu,DONG Xiao?hong
（Key Laboratory of Coastal Disaster and Defenceministry of Education,College of Harbor,Coastal and Offshore Engineering,Hohai University,Nanjing 210098,China）

A three?dimensional physicalmodel test and a sectionalmodel test were set up combined with the second phase construction of a ferry terminal,which was designed to adopt double vertical barriers structure.The design wave parameters for the wharf structure and the breakwaters were obtained in a wave basin.Different schemes of the barrier of the wharf and the scheme of extending the breakwater were applied.Based on the results of the test,the wave heights distribution in different schemes was studied and analyzed to determine the optimal scheme.The influence of wave direction on wave diffraction was studied,along with the influence of the significant wave height ratio and the relative water depth on the wave transmission coefficient.It was also analyzed the influ?ence of wave reflection on the tranquility of the harbor.It is shown that wave heights are smallest near themiddle and one boat beam north of the wharf.A simplifiedmethod to calculate the wave height distribution is presented at last,which provides a scientific basic for the design and construction of the harbor.

double vertical barriers;wave height distribution;wave transmission;wave diffraction

TV 143；TV 139.2

A

1005-8443（2015）03-0197-07

2014-10-28；

2014-11-17

許忠厚（1990-），男，江蘇省連云港人，碩士研究生，主要從事波浪與建筑物相互作用研究。

Biography：XU Zhong?hou（1990-），male，master student.