波浪是驱动海岸地貌演化的核心动力因子，其传播变形过程受近岸地形、海岸形态共同调控。波浪破碎作为破波带最关键的水动力演变过程，直接决定海岸地貌演变趋势。在传统海洋数值模拟中，波浪破碎常被简单概化为空间均匀的能量耗散源项，忽略了卷破、激破、崩破等不同破碎形式的物理差异。事实上，不同破碎类型对应迥异的湍流结构、动量传递机制与近底床强迫效应，深刻影响破波带泥沙起动过程与地貌格局。然而，波浪破碎类型的空间分异如何将外部波浪强迫条件与地貌演变结果建立内在联系，仍是该领域亟待深入解析的关键科学问题。

针对上述研究瓶颈，中国科学院烟台海岸带研究所近岸河口物理海洋研究组（毛淼华研究团队）联合鲁东大学，以黄河三角洲典型河口岸段为研究靶区，开展系统性数值模拟与动力机理分析研究。研究团队选取2022年11月一次中等强度冷空气大风过程作为典型研究事件，构建了SWAN-FUNWAVE-TVD-XBeach单向耦合数值模拟体系。研究以欧洲气象中心ERA5再分析风场驱动第三代波浪模型SWAN，为波浪相解析模型FUNWAVE-TVD提供波浪谱边界条件，进一步耦合泥沙地貌模块XBeach，完整复现了从波浪破碎发生到地貌动力响应的因果演化链条。本研究形成三点核心结论：

一是水深诱导破碎是黄河口近岸主要波能耗散方式（图1）。黄河口近岸形成平行于岸线千米尺度的高波能耗散带，成为驱动后续地貌过程的核心水动力强迫边界；波能耗散存在显著的南北空间差异，南部区域波高与泡沫厚度的时间滞后效应明显长于北部（图2）。

图1 研究区域（左）及黄河口波能耗散贡献（右）

图2 黄河口南北区域波高、泡沫分布及滞后关系

二是黄河口南北岸段波浪破碎机制存在显著分异（图3）。河口北部以激破波为主导，占比56%，崩破波次之，占比44%；河口南部以崩破波占绝对优势，占比79%，局部最高可达91%。机理分析表明，空间分异特征由岸坡坡度与入射波陡度共同决定。

图3 黄河口南北区域波浪破碎类型统计

三是不同波浪破碎类型塑造差异化地貌响应格局（图4）。激破波可诱发强烈局部射流与离岸回流，促使北部岸段发育沿岸呈韵律变化、以侵蚀作用为主的沙坝-凹槽地貌体系；崩破波则产生弥散、均匀的流场结构，在南部岸段形成相对平缓、利于泥沙沉积的床面形态。

图4 不同破碎机制下黄河口南北近岸床面冲淤演变

该研究厘清了黄河口波浪破碎类型的空间分异特征与近岸地貌动力响应的内在机理，完善了“波浪破碎力学-地貌演化”的完整因果链理论框架，填补了黄河口强波浪环境下破碎过程地貌效应研究的空白。研究成果可为黄河三角洲海岸侵蚀防护、岸线稳定性评估以及滨海生态修复工程提供科学支撑。

相关成果以“Wave breaking characteristics and short-term morphodynamic responses under energetic wave conditions in the Yellow River Estuary”为题，发表于海洋工程领域国际权威TOP期刊Ocean Engineering。论文第一作者为烟台海岸带所博士生韩梦园，通讯作者为毛淼华研究员。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院、烟台市等项目资助，并依托中国科学院“东方之星”超算平台等完成数值模拟计算。

相关论文信息：

Han, M., Mao, M.*, Peng, J., and Zhu, J. (2026). Wave breaking characteristics and short-term morphodynamic responses under energetic wave conditions in the Yellow River Estuary. Ocean Engineering, 128062.

Gao, S., Mao, M.*, and Xia, M. (2025). Wave dynamics in the Yellow River Estuary during cold wave and typhoon events. Ocean Modelling, 102568.

Nguyen, Q. T., Mao, M.*, and Xia, M. (2023). Numerical Modeling of Nearshore Wave Transformation and Breaking Processes in the Yellow River Delta with FUNWAVE-TVD Wave Model. Journal of Marine Science and Engineering, 11(7), 1380.