岸传播的长周期波浪的影响，荷兰 Rotterdam 港内产生了周期长达 90min 的港湾振荡 现象[8]。世界上最大的集装箱转运的港口之一——阿曼的 Salalah 港，在夏季季风到来 时也会发生港内水面剧烈晃动的现象，这极大影响了港内系泊船舶的稳定性，而且降 低了港口货物的装卸效率[9]。文献综述

图 1-1 2006 年 6 月 15 日发生在西班牙 Ciutadella 港湾共振现象[10]

我国黄海、渤海观测到的假潮就是一种港湾振荡现象。这种振幅较大的假潮叠加 在高潮位或低潮位上，会导致水位的急剧升高或降低，流速的急剧变化会形成沿岸渔 民常说的“妖流”或“激流”[11-13]。黄海北部的小长山港[14]和渤海湾的龙口港[15]都曾观测 到周期达数分钟、振幅高达 1m 以上的假潮。由于长周期港湾振荡的影响，我国台湾 花莲港的防波堤抵抗风浪和涌浪的效果受到了严重影响。Chen 等[16]分析了现场实测资 料并进行了物理模型实验，发现引起花莲港的港湾共振是港外的次重力边缘波。苏澳 港和麦寮港[17]因受到台风侵袭，也产生了相似的情况，港口内的自由水面发生了明显 的振荡，港口作业的安全性受到了严重的影响。

1。2 港湾振荡的概念、特征和产生机制

港湾振荡是发生在港口自由水面的有节奏的竖起直及水平运动的现象。港湾振荡 周期的范围很大，通常为数秒到数分钟，这取决于港口的几何形状。港湾的自然振荡 周期，或者本征周期是取决于港湾几何参数和深度的一项基本属性。自然振荡周期与

外部应力无关，然而振荡的振幅却主要取决于外部能量源产生的振荡。 港湾振荡的类型取决于港湾自振周期和外部应力的周期。主要有以下几种[18]： 自由振荡 当外部应力使港口超过其平衡位置时便会产生自由振荡。在重力的作用下振荡逐

渐恢复，然而振荡周期与港湾的自然周期不等，由于大气摩擦振荡会呈指数衰减。如 果自由振荡周期恰好等于港口的自然周期（或自然频率）则振荡在没有任何额外作用 时会以同样的频率持续更长时间直到系统最终达到平衡状态。这一现象被称为假潮。 因此假潮是指当自由振荡与港口的自然周期相等时，振荡可以持续更长时间并且与外 部作用无关。

受迫振荡 受迫振荡是指当港口持续受到外部与港口自然周期不等的应力作用时发生的振荡。

在这种情况下，振荡的振幅取决于摩擦和外部作用频率与港口自然频率的相似度。受 迫振荡在外部作用消失后便会逐渐停止。如果外部作用的主导频率与港口的自然频率 相一致，振荡的振幅便会显著增加。这一现象就是共振。

港口通常不希望发生共振。共振发生时船舶的系泊系统可能会被损坏装卸货效率 也会受到影响。如果港口共振频率与船舶长周期的自然频率如横荡、纵荡和首摇相等 则会引发更大的共振从而破坏船舶泊位。正如 Rabinovich[19]所说的，这一现象被称为 激增或者界限作用，是三重共振作用的结果。这是三种振荡的叠加；（1）港湾外部的 受迫振荡，（2）港湾的自然振荡（3）爱系泊船的自然振荡。然而，这样三重共振发生 的概率不是很高。

其基本特征一般包含以下几点[20]：

（1）港湾振荡发生时，港湾内的波浪一般为驻波的形式。对于狭长型一维港湾来 说，其口门附近一般会存在波节点，其底端一般会存在波腹点；对于二维港湾来说， 波节线和波腹线与港湾平面形状和共振模态有关，并且其分布会比较复杂。

（2）港湾的本征周期一般会比普通波浪的周期大很多，但与接近船舶-锚链系统 的共振周期相差不大，所以港湾内一旦发生共振，停泊在港内的船舶很可能会产生较 大振幅的共振运动，这将系泊船及其锚链系统的安全受到很大的威胁[21-24]。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-