SWAN模型在海島工程中的應用

王慧+劉錦秀

摘 要：通過收集工程附近海域地形、氣象、波浪等資料，采用大范圍波浪傳播變形SWAN模型計算工程設計波浪要素，通過各種工況組合推算波浪的傳播變形，給出不同重現期下的設計波浪要素，為本工程平面布置設計提供依據。

關鍵詞：波浪 設計波要素 重現期 平面布置

1.工程概況

本項目位于汕尾市紅海灣經濟開發區遮浪巖海島，坐落于汕尾市東南偏南的遮浪角海岬角處，處于115°33′31.079″E、22°39′47.313″N的地理位置，是廣東省美麗十大島嶼之一。在遮浪巖及遮浪半島建設登島碼頭和接駁碼頭各一座，均為高樁墩臺結構，長32m，寬8m。為了給工程設計提供科學依據，采用大范圍波浪傳播變形SWAN模型計算工程設計波浪要素，通過各種工況組合推算波浪的傳播變形，給出不同重現期下的設計波浪要素及港內泊穩條件。

2.波浪數學模型簡介

近年來，以第三代風浪為代表的波浪生成與演化的方向譜計算模型越來越多地在工程中得到應用。本工程中采用第三代風浪模型中得到廣泛應用的SWAN模型來模擬大模型和小模型的波浪變形。SWAN模型采用動譜平衡方程描述風浪生成及其在近岸區的演化過程。在直角坐標系中，動譜平衡方程可表示為：

通過求解方程2-1可以得到風浪從生成、成長直至風后衰減的全過程；也可以描述在給定恒定邊界波浪時，波浪在近岸區的折射和淺水變形。

3.設計波浪要素計算

3.1工況組合

遮浪巖所在海域開敞向南，直接受SW～SE向浪作用。受遮浪角掩護，島嶼受NE～E向浪作用較小。……