1、中文 8000 字， 6100 单词， 2.9 万英文字符 出处： Kobayashi N, Lawrence A R. Cross-shore sediment transport under breaking solitary wavesJ. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 2004, 109(3):325-347. 破碎孤立波作用下沿岸泥沙输移 Nobuhisa Kobayashi and Andrew R. Lawrence 摘要：实验室试验能很好测试在细颗粒沙滩上孤立波破碎作用下沿岸泥沙输移过 程。最初的沙滩坡度为 1/12，
2、模拟八次正孤立波通过该沙滩，然后恢复，再让八 次负孤立波打过该岸坡。最初的沙滩轮廓剖面变化对波浪运动和泥沙输移并没有 产生很大影响。正孤立波在海岸线附近剧烈扰动，引起大量泥沙悬浮。没有离岸 水流影响其爬坡，爬坡引起前滩泥沙的起动。强烈的下冲水流导致了前滩的冲蚀 和波浪回落向海一侧的沉积。另一方面，负孤立波的自由表面坡度引起负孤立波 方向崩塌，导致较少泥沙悬浮，且其水流是较微弱的，这个微弱的下冲水流引起 前滩的淤积和破碎点附近的侵蚀。这些有限的实验表明了初始波的剖面对泥沙冲 刷运动影响和单个波浪对岸滩外形的改变大小的重要性。 关键词：泥沙输移，孤立波，破波 1、简介 根据 Kobayashi 和
3、 Johnson 2001总结，相对于在风浪和水流作用下泥沙输移的 研究来说，在海啸作用下岸滩泥沙输移过程进行的研究比较少。 Clague 和 Witter 等通过对北美沿西海岸海砂河床沉积来识别历史海啸 e.g., Clague et al., 1999; Witter et al., 2001，海啸还造成沙滩冲刷 Synolakis et al.,1995。目前，根据海啸 的特点，泥沙淤积或沙滩侵蚀不可能得到定量关系。此外，由于几乎不可能在海 啸发生时立刻安装必要的仪器，没有数据可用来建立海啸作用下泥沙输移模型。 Tadepalli 和 Synolakis 通过对具体海啸事例造成的波浪和水
4、流研究了孤立波或 N 型波 e.g., Tadepalli and Synolakis, 1994，并通过对穿越沙滩的非破碎海啸的半独 立式解析解载体表示：最大水流速度发生在正初始波主导的下冲阶段和负初始波 主导的上冲阶段的海岸线上，可能导致近岸海底滑坡。 Puleo 等人在计算速度的 基础上，根据在积极和消极的初始波作用下分别预测，泥沙向海和向岸方向的输 移。但目前并不清楚他们的预测是否适用于破碎波，因为破碎波产生的紊动（ “ 波 浪掀沙 ” ）对海岸冲刷区域的泥沙输移有很大影响。 在这项研究中，实验室试验测试在正孤立波和负孤立波作用下泥沙沿岸输移和岸 滩轮廓的变化。第 2 部分介绍实验室实
5、验；第 3、 4 部分介绍正孤立波和负孤立 波的各自测试结果，表明确定初始波形破波类型 的重要性，泥沙悬浮、上冲、下 冲和净输沙；第 5 部分总结本文的研究成果。 Lawrence 和 Kobayashi 2003为本 文列表并绘制图表。 2、实验 实验在长 30 米、宽 2.4 米、高 1.5 米的水槽内进行，如图 1 所示。实验装置与以 前由 Giovannozzi and Kobayashi 2002 和 Kobayashi and Tega 2002 进行的不 规则波试验相同。利用活塞挡板造波，水槽内水深为 0.8 米，在波槽另一端设置 一个碎石坡以吸收多余波能，分频器墙沿水槽中心线布
6、置，以减少实验所需的沙 量。 Figure 1. Experimental setup. 利用 Goring1978方法计算生成正孤立波挡板轨迹。挡板从它的初始位置慢慢向 后移动然后迅速向前生成孤立波。挡板回归其初始位置，从它的初始位位置挡板 位移如图 2 实线所示，如虚线所示则产生负孤立波，积极的和消极的孤立波测试 结果后讨论测量的孤立波剖面。 Figure 2. Wave paddle trajectory for positive (solid line) and negative (dotted line) solitary waves. 如图 1 所示，在水槽内建立一个初始坡度为 1/12 的沙滩，宽 115 厘米，由于 受水槽长度的限制，所以选择这种相对较陡的坡度。泥沙的平均直径为 0.18 mm， 沉降速度、比重、孔隙度分别为 2.0 cm/s， 2.6 和 0.4。 正孤立波
