红树林消浪的实验室研究

海岸植被可耗散风暴潮与海啸的能量，作为海岸防护的自然屏障。为评估植被消浪（WDV）效率，开展了波浪-红树林相互作用的实验研究。特别地，模型红树林由柔性冠层与刚性茎组成，以更好地模拟天然 Rhizophora。其考虑了包括入射波高（${H_i}$）与波周期（$T$）在内的各种波浪条件，以及包括淹没比（$\alpha$）与茎密度（$N$）在内的植物特征的影响。随后，应用指数波衰减系数（${K_i}$）来确定 WDV 的性能。结果表明，较大的 ${H_i}$、$\alpha$ 与较小的 $T$ 引起更强的波衰减。为量化 WDV，提出了一个考虑植被沿程茎排列与波参数变化的新解析模型。进而，通过该模型解析标定红树林的阻力系数 ${C_D}$，并与先前模型比较。基于此模型，建立了 ${C_D}$ 与若干无量纲参数（如雷诺数 ${\mathop{\rm Re}\nolimits}$、Keulegan-Carpenter 数 $KC$ 与 Ursell 数 ${U_r}$）的关系，以评估和预测波衰减。尤其，其显示出比先前模型更好的相关关系，且预测结果与实验数据吻合良好。