破波带是近岸水沙运动最活跃、地貌演变最频繁、海工建筑物响应最复杂的区域，波浪破碎是其中最重要的驱动过程。波浪破碎指标是模拟破波带能量耗散和波浪传播变形的关键参数，也是海岸工程领域被研究最早、受关注最多、应用最广泛的物理参数之一。虽然国内外研究人员已建立了大量的破碎指标公式，它们是否能够考虑更完善的物理机制、突破目前的适用范围和计算精度局限，一直是学术界和工程界迫切希望突破的瓶颈。

        课题组和自然资源部第三海洋研究所开展合作，采用五千多笔现场实测波浪数据和逆向模拟方法，发现破碎指标与离岸波陡和无量纲局地水深存在一种复合关系：入射波陡较大时破碎指标和局地水深为正相关，入射波陡较小时破碎指标和局地水深为负相关。为了解释这种复合关系，课题组提出了波浪非线性引起的“破碎耗能增强”和“破碎激发抵制”两种互制效应，并建立了一个新的破碎指标计算公式。采用3组现场观测资料和14组实验室资料验证结果表明，相比于目前国际上常用的7个前人公式，在波浪数学模型中采用这个新公式可使破波带波高的模拟误差平均减少19%。模拟精度的改进在离岸波陡较小时尤为显著，这对于低能波浪条件下的向岸输沙和岸滩恢复研究具有重要意义。

        研究成果于近日发表在学术期刊《Coastal Engineering》（2021年第168卷）,张弛老师为论文第一作者和通讯作者，李元博士生为第二作者，郑金海教授为共同通讯作者。这是继近岸非线性波峰面坡度研究（Zhang et al., CE, 2017）之后，课题组在破波带能量转化机制与模拟方法研究方向上取得的新突破，有望在新一代海岸动力地貌演变数学模型的发展中得到更广泛的应用。

参考文献：
Zhang Chi*, Li Yuan, Cai Yu, Shi Jian, Zheng Jinhai*, Cai Feng, Qi Hongshuai. Parameterization of nearshore wave breaker index. Coastal Engineering. 2021, 168, 103914.
Zhang Chi, Zhang Qingyang, Zheng Jinhai*, Demirbilek Zeki. Parameterization of nearshore wave front slope. Coastal Engineering. 2017, 127, 80-87.