近海地区存在着波浪与各类水流,如潮流、沿岸流与裂流等。其中水流速度不仅在水平方向存在空间分布差异,同时在垂向上具有一定的垂向分布。水流的垂向分布导致波浪在不同水深处受到的水流影响不同,使波能沿水深分布发生变化,因此在海岸工程设计与研究近海地形演化问题时,需要考虑水流垂向分布对波浪传播变形的影响。Boussinesq类方程可以针对任意水深处速度建立,且形式简单,拓展性强,因此本研究采用此类方程研究波浪与非均匀水流的相互作用。通过将以特定水深zα处速度uα表达的Boussinesq方程应用于波浪和水流共存情况,将单层方程扩展为多层方程,得到了可考虑波浪与沿水深非均匀水流相互作用的多层高阶Boussinesq方程,这一方程包括波流耦合方程和波流解耦方程两种形式,对以上方程采用有限差分方法进行数值求解。在色散性方面,所建立的多层方程的色散精度精确至O（μ4）,且可以通过优化模型层数和各层水深的方法将色散性进一步提升至近似到O（μ6）;在非线性方面,该方程在色散性精确至O（μ2）时具有完全非线性,而在色散性精确至O（μ4）时非线性精确至O（ε）。为验证本文建立的多层Boussinesq数值模型,数值模拟了若干纯波工况与波浪和均匀流相互作用工况。（1）在纯波工况方面,模拟常水深地形下波浪传播,将计算速度幅值剖面与理论解对比,以验证模型的速度剖面计算精度;模拟张晓莉[66]潜堤地以及与两种复杂地形[69][70]下波浪传播,将计算结果与实验值进行对比,以验证方程的色散性与非线性。（2）在波浪与均匀流相互作用工况方面,模拟常水深地形下波浪与均匀流共存,以验证模型数值稳定性;模拟Luth[71]潜堤地形下波浪与弱水流的相互作用,以及Chen[72]潜堤地形下波浪在逆波强水流作用下的阻塞。为应用本文模型计算波浪与非均匀水流的相互作用,数值模拟了若干波浪与具有给定垂向分布水流相互作用工况。分别对线性剪切流、指数剪切流以及Swan[74]实测剪切流流场中的波浪传播变形进行了计算,分析了以上水流对波长和波浪速度幅值垂向分布的影响。