珊瑚礁海岸的地形地貌形态与近海缓坡海岸差异明显,受礁前到礁坪上剧烈的水深变化和波浪破碎作用影响,礁坪上的波浪增水、波生流和次重力波相比近岸缓坡地形有显著增强。礁坪上水工结构物的建设,会对波浪在礁坪上的传播变形、波浪增水和波生流等水动力过程产生很大的影响,导致珊瑚礁海岸水动力环境更加复杂。特别是随着海平面上升、极端海况发生频率的增加以及珊瑚礁的持续退化,珊瑚礁海岸抵御风暴潮和海岸洪灾的能力也在降低,礁坪上结构和后侧岸线面临的风险日益增加。因此开展珊瑚礁海岸波浪传播与演变特性以及相应的减灾措施研究,具有重要的科学意义和工程应用价值。本文通过物理模型试验,研究了不同水深和入射波浪条件下,波浪在礁体上的传播与演变过程。试验中针对常见的珊瑚礁形态设计了简化的珊瑚礁地形模型,模型由1:1礁前斜坡和长8.6m礁坪水平段组成。根据珊瑚礁表面珊瑚群落和底质礁岩构造的多孔特性,在模型表层铺设了 10cm厚的可渗层模拟了礁体表层结构的渗流和耗能特性。试验中分析了礁坪上波高、增水和波生流的变化过程,得到了礁坪上次重力波波高与礁坪表层结构和入射波群破碎间的关系。光滑礁坪和可渗礁坪的试验比较结果表明:可渗层有效降低了礁坪上的重力波和次重力波的波高以及波生流的流速;可渗层厚度、孔隙率和底质粒径的增大会导致礁坪上波浪增水的减小。通过物理模型试验开展了礁坪上建设的水工结构物对所在水域水动力环境影响的研究,分析了建设直墙式水工结构物后礁坪上水位和波高的变化规律。建设直墙式结构会使得礁坪上的波浪增水和次重力波高显著增加,导致礁坪上水位和极限波高明显增大,对礁坪上结构物或后侧岸线的越浪威胁也增大。而且礁坪上水面的抬升会导致礁缘处产生明显的回流现象,加剧了礁缘处的波浪破碎程度。基于波能流守恒定律和物模试验结果改进了光滑礁坪上波浪增水的计算公式,改进后的计算公式能够准确地预测陡坡光滑礁坪上的增水。推导了可渗礁坪上沿水深积分的时均动量方程和对应的辐射应力表达式,给出了有直墙式结构物情况下可渗礁坪上波浪增水的半解析解,并分析了可渗层属性对礁坪上增水的影响。基于上述关于珊瑚礁水动力特性的分析结果,提出了一种透空式V型隔板消浪结构。通过物理模型试验验证了该结构的消浪性能,试验结果表明,该结构能在不抬升其后侧区域水位的情况下,有效地降低重力波和次重力波波高,为礁坪后侧岸线和建筑物提供有效的防护。