[雙語翻譯]--海洋地質(zhì)學(xué)外文翻譯--在一細(xì)沙海灘上對破碎孤立波的動態(tài)模擬（第一部分實(shí)驗(yàn)研究）（譯文）

1、中文 中文 10700 字 出處： 出處：Yin L Y, Xiao H, Maddux T. Hydro- and morpho-dynamic modeling of breaking solitary waves over a fine sand beach. Part I: Experimental study[J]. Marine Geology, 2010, 269(3):107-118.海洋地質(zhì)學(xué) 海洋地質(zhì)學(xué)在一細(xì)沙海

2、灘上對破碎孤立波的動態(tài)模擬（第一部分：實(shí)驗(yàn)研究 在一細(xì)沙海灘上對破碎孤立波的動態(tài)模擬（第一部分：實(shí)驗(yàn)研究) 研究人員：Yin Lu Young、Heng Xiao、Timothy Maddux 三位教授,他們分別隸屬于以下工作機(jī)構(gòu)：1 Department of Naval Architecture and Marine Engineering, University ofMichigan, Ann Arbor,MI 48109, U

3、nited States2 Department of Civil and Environmental Engineering, Princeton University,Princeton, NJ 08544, United States3 O.H. Hinsdale Wave Research Laboratory, Oregon State University,Corvallis,OR 97331, United States

4、關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞：海嘯、孤立波、泥沙輸移、移動基床、動態(tài)模擬、波浪-泥沙相互作用摘要：這項(xiàng)工作的目的有兩個(gè)：（1）通過在一細(xì)沙海灘上對破碎孤立波的物理模擬來研究沿海地區(qū)內(nèi)影響海嘯侵蝕和沉積作用機(jī)制的原理；（2）提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證數(shù)值模型以預(yù)測海嘯的侵蝕和沉積過程。該實(shí)驗(yàn)在長、寬、高分別為 48.8 米、2.16 米、2.1 米的風(fēng)洞造波水槽中進(jìn)行。建造水槽的目的是用來觀察附近的海岸線自由表面高程，跨岸速度，懸浮泥沙濃度，垂直和跨岸孔隙壓力

5、梯度，和形態(tài)變化。此外，沉積物和波浪的相互作用，通過水下攝像機(jī)觀察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果被系統(tǒng)的分析以研究波浪破碎，孔爬高，波下跌，波浪作用下孔隙水壓力變化等等對海嘯侵蝕和沉積過程的作用。研究表明：暴跌于到達(dá)海岸線之前的一層薄薄的水上的波浪沒有造成太大的沉積物懸浮，但是直接沖擊海灘的水射流夾帶大量的沙子。懸浮泥沙隨后被水動力推高至斜坡，同時(shí)破碎波轉(zhuǎn)化為一個(gè)湍流孔。小塊凈沉積區(qū)在最大爬高點(diǎn)附近被觀察到，該點(diǎn)流速和水深均接近零。在以厚水流形式出現(xiàn)的波下

6、跌的過程中有相當(dāng)數(shù)量的沉積物運(yùn)輸，這導(dǎo)致海濱坡面和海灘的凈侵蝕。臨近波下跌結(jié)束時(shí)在破碎區(qū)形成了一次水躍，造成大部分懸浮泥沙沉積在波浪破碎區(qū)。因此，在一傾斜適宜的細(xì)沙海灘的破碎孤立波能導(dǎo)致海濱坡面和海灘的凈侵蝕以及向海方向最大偏移點(diǎn)一小區(qū)域的凈沉淀和波浪破碎區(qū)的凈沉淀。1 簡介 簡介眾所周知，海嘯在沿海地區(qū)可以推移大量沉積物和產(chǎn)生顯著的形態(tài)學(xué)變化。由此產(chǎn)生的 沖刷破壞，可以破壞建筑物，道路，堤壩，地下管線以及其他沿海結(jié)構(gòu)。因此，了解和

7、預(yù)測 與海嘯息息相關(guān)的地貌變化十分關(guān)鍵，以指導(dǎo)今后海岸線和沿?；A(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃，設(shè)計(jì)和開 發(fā)。同樣重要的是要了解海嘯侵蝕和沉積過程，以根據(jù)海嘯沉積記錄推斷出過去海嘯發(fā)生的 頻率和強(qiáng)度。本文的目標(biāo)是： （1） 通過在一適宜細(xì)沙海灘上對破碎孤立波的物理模擬建模來研究沿海 地區(qū)內(nèi)影響海嘯侵蝕和沉積作用機(jī)制的原理； （2） 提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證數(shù)值模型以預(yù)測海嘯沙灘上，孤立波（比深 80 厘米的海邊高出 21.6 厘米）被用來模擬海嘯。海灘最

8、初被暴露于 8 段正孤立波下，隨后它被重建到初始 1:12 坡度并且暴露于 8 段負(fù)孤波之下。相比于正波運(yùn) 行，他們發(fā)現(xiàn)，負(fù)孤立波擁有較小和較慢的波爬高以及較弱的回流，因?yàn)榕栏咴谟韶?fù)波自由 面斜坡引起的向海流的情況下得到加強(qiáng)。此外，正孤立波導(dǎo)致前灘侵蝕和沉淀物在波下跌時(shí) 向海中移近，而負(fù)孤波導(dǎo)致前灘沉淀和波浪破碎點(diǎn)附近的侵蝕。他們的實(shí)驗(yàn)研究為深化波形 對侵蝕和沉積模式的影響提供了獨(dú)特的見解，但沒有足夠的數(shù)據(jù)捕獲瞬態(tài)侵蝕沉積的機(jī)制，

9、因?yàn)槟嗌惩柯屎涂紫秹毫μ荻炔荒艿玫綔y量。2 目的 目的為了提高對沿海地帶海嘯的侵蝕和沉積機(jī)制的理解，需要額外的控制實(shí)驗(yàn)來探討波爬高 和波下跌過程中各種短暫效應(yīng)的重要性。因此，進(jìn)行了一項(xiàng)大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)研究，來探究跨岸 海嘯細(xì)沙輸沙和一適宜細(xì)沙海灘的侵蝕/沉積剖面。我們采取了傳統(tǒng)的把海嘯建模為一個(gè)孤 立波的方法以簡化物理過程。因?yàn)榇蠖鄶?shù)海嘯在到到達(dá)岸邊時(shí)波浪就已經(jīng)破碎，所以我們的 研究重心放在破碎的孤立波上。3 物理建模 物理建模3.1

10、建立實(shí)驗(yàn) 建立實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)在美國俄勒岡州立大學(xué)的 O.H. Hinsdale 波浪研究實(shí)驗(yàn)室中的海嘯盆地進(jìn)行。盆地尺 寸的長、寬、高分別為 48.8 米、26.5 米、2.1 米。伴隨聯(lián)接系統(tǒng)和造波機(jī)的盆地的平面視圖 如圖 1。為了僅僅關(guān)注跨岸輸沙，盆地內(nèi)建成一個(gè)二維水槽，正是圖 1 中輕陰影區(qū)域。圖 1：用以實(shí)驗(yàn)的海嘯波盆地，為該實(shí)驗(yàn)專門修建的 2 維水槽的細(xì)節(jié)（輕陰影區(qū)域）見 圖 2。水槽尺寸的長、寬、高分別為 48.8