湧波

明槽急變非定常流中產生的一種水流波動。它是重力波的一種，主要是由慣性力和重力造成的。湧波所到之處會使斷面的流量和水位(或水深)發生急劇變化。湧波面高出或低於原水面的空間稱為波體，波體的前鋒稱為波額。這種非定常流的突變特性，使水力要素不再是距離和時間的連續函數，故水力學上又稱為不連續波 ^[1]  。

湧波按它傳到之處的水面漲落情況，可分為漲水湧波（或正湧波）和落水湧波（或負湧波）；按傳播方向和水流方向的關係可分為順水湧波和逆水湧波。渠道閘門迅速開啓時，閘的下游流量驟然增加，水位迅速上漲形成漲水湧波和順水湧波，合稱順漲湧波，同時在閘的上游出現落水湧波和逆水湧波，合稱逆落湧波。閘門迅速關閉時，下游出現順落湧波，上游出現逆漲湧波。湧波在靜水中的傳播速度，可以下式表示：

。

式中z為原水深；h為波高；g為重力加速度（見圖1）若把湧波看作是若干小波的疊加，則流量每增加ΔQ,即有一波高為Δh的小湧波出現。在漲水湧波情況下，波高h是若干小波之和,任一小波的累積波高都比前面的大Δh，波速也比前面的大Δc。於是,後面水深大於前面水深；後面波速大於前面波速，從而形成陡峭的波額，甚至出現翻滾前進的活動水躍（圖2）。聞名於世的錢塘江湧潮就是這樣形成的，只是因為它是漲潮中出現的湧波，所以叫作湧潮。相反，在落水湧波出現時，水深變淺，後面的小波波速小於前面的，因此波額拉長，波峯不明顯。

小型湧波經常出現在水電站下游或感潮河段，往往不被人注意；只有那些災難性的大型湧波，才會引人注目。海底火山爆發、地震、海岸山崩以及炸彈在水下爆炸等，都會在海洋中激起在水面上行進的巨大波浪。初激的波形可能很不規則，但傳播一定距離後，波形變得圓滑，稱為孤波（見液體自由表面波）。孤波行進到岸邊時，深度變淺，速度變慢，波高增加，形成波額不連續的湧波。巨大的湧波會形成海嘯，湧上海岸，侵入陸地，給沿海居民的生命財產造成巨大危害。在水庫中出現類似海嘯性的湧波，也有極大的危害性。造成水庫湧波的主要原因是庫岸出現坍塌或滑坡。庫岸的小型坍塌是時常發生的，危害性不大；如果出現大型滑坡，上萬方至上億方的滑體以每秒幾十米的滑速衝入水庫，水體就會被激起巨大的湧波，朝滑體運動方向以排山倒海之勢衝向對岸，波高可達數十米乃至上百米。兩側水體也被帶動產生次生波。由於庫區的形狀和水深變化極為複雜,湧波到達岸邊的時間也非同時，湧波會爬坡而上,還會發生反射和折射，使整個庫區水面出現極為複雜的波動現象。波額到達壩址，可能會翻越壩體，危害壩體和下游。因此，在興建水庫前，對庫區可能激起的湧波的因素必須制定防範措施。

1.詞條作者：趙世俊《中國大百科全書》74卷（第二版）物理學詞條：流體力學：中國大百科全書出版社，2009-07：552頁