利用长、短期波高分布规律确定多年一遇有效波高

许多单位对北部湾中涠洲岛西南(20°27′N,109°38′E)海区设计波要素的推算作了大量的工作,为该海区海洋工程设计提供了海洋环境参数。从有关的资料中看出,大家采用的实测资料大都是来自北部湾沿岸海洋站的风、浪资料,主要的是以涠州岛海洋站的风、浪资料,涠洲岛西南海区离岸较远,水深为42米,而有长期资料的涠州岛海洋站在岸边,水深为19米,利用岸边资料推算外海波浪,一般多使用相关分析法和外推法(分析波浪到达岸边前的传播过程中的变形,由近岸的波浪观测值反推外海的波浪要素)。由于涠西南海上实测风、浪资料甚少,各单位在资料选取方面的不同,选用的推算方法的不同,以致于推算出的多年一遇设计波高产生了一定的差异。因此,为了定出较为确切的多年一遇有效波高,应用于海洋工程设计,我们利用了海上平台、海上浮标、涠洲岛海洋站的波浪资料,采用各种计算方法,分别用长、短期实测波浪推算多年一遇有效波高,然后,作出同种波浪资料,长、短期推算结果比较,作出岸边和外海不同波浪资料,同时间短期推算结果比较,作出外海浮标和平台不同时间短期推算结果比较。最后综合分析各种资料的可靠性和代表性以及长期与短期资料推算结果的可靠误差,确定涠西南海区的多年一遇有效波高。     

浅水波浪变形数学模型与淤泥质海岸底摩擦系数的确定

波浪是主要的海岸动力因素之一。港口及海岸工程多位于浅水区,工程的规划设计工作需要确定相应的浅水波要素。根据历史天气图推算所得的常是深水处的波要素或波浪观测点是位于不同的水深处,所以需要进行浅水波浪要素的推算。本文选择的浅水波浪变形数学模型考虑了波浪在浅水区传播过程由于水深变化而引起波浪折射和由于底摩擦波能损耗而引起波高衰减。本模型假设波动为线性简谐波。波浪在浅水区传播过程由于底部摩擦,沿程波能逐渐衰减。因此当波浪在浅水中传播距离较长时要考虑底摩擦波能损耗的影响。本文引用连云港-16米和-5米深浅水同步观测的波浪资料,进行了确定淤泥质海岸底摩擦系数的研究工作。对于采用H～T组合进行计算建议取底摩擦系数f=0.01。     

福清湾港口工程中海浪要素的分析研究

本课题对福清湾的海浪要素进行了较系统的研究，并在几个方面对海浪的极值估计问题进行了专门探讨。一是选用基于文氏海浪理论谱原理的波浪折绕射联合模型方法分析外海海浪在福清湾水域传播的衰减程度，其次是采用新订正的浅水风浪公式分析湾内有限风区的浅水风浪状况，同时也对这一海区的实测海浪特征进行综合分析，以便能够使港口工程规划和设计部门对福清湾的海浪影响程度有较全面的了解。     

杭州湾海域50年一遇波浪数值模拟研究

杭州湾外围海域岛礁众多,波浪传播机制复杂。为了了解该海域的波浪分布特征,采用MIKE 21 SW模块建立了杭州湾海域波浪数值模型,利用实测波浪资料对模型进行了验证,结果表明该模型适用于模拟杭州湾海域的波浪传播。利用1970—2002年嵊山海洋站实测极值波浪资料推算50年一遇波浪要素,将其作为模型边界条件,对杭州湾海域50年一遇的设计波浪进行了模拟,并对该海域的波浪传播特征进行了分析。结果表明,杭州湾内波高较之外海明显减小,外围众多岛礁起到了很好的遮挡保护作用。     

鲅鱼圈港区附近海域波浪和海流特征初探

本文根据鲅鱼圈港区附近海域波浪和海流实测资料,对上述水动力要素作了初步探讨,进而揭示出本港区附近海域波浪和海流的基本特征及其变化规律。     

受陆岸影响浅水区台风风浪的计算方案

在我国港口工程技术规范的波浪成长理论基础上，考虑到台风波浪的基本特点、等效水深的概念、浅水区波浪的折射、不规则波的能量分布特性、受陆岸和岛屿影响角度范围内的有效能量风区长度等因素，提出了受陆岸、岛屿影响浅水区（包括海湾区）台风风浪的计算方案。本方案只需台风中心位置、中心气压和计算点于各方位的风区长度（受陆岸影响部分）等资料，便可快速地得到计算点的波浪要素。经实测资料验证，效果良好。     

8509号台风浪的推算与分析

1985年第九号台风在青岛地区登陆,给青岛市的工农业生产及海岸工程等各方面均造成了重大破坏。本文以现有的推算台风浪的方法,对该次台风在青岛海区产生的波浪作了推算,同时对外海波浪向胶州湾内折射进行了计算和分析,并且和实测值作了比较。由于选取了比较适当的计算方法,因而获得了比较满意的结果。文中还对台风浪推算中的一些有关问题,如台风的气压场模式,最大风速的计算及风场分布等进行了阐述。     

受陆岸影响浅水区台风风浪的计算方案

在我国港口工程技术规范的波浪成长理论基础上，考虑到台风流浪的基本特点，等效水深的概念，浅水区波浪的折射，不规则波的能量分布特性，受陆岸和岛屿影响角度范围内的有效能量风区长度等因素，提出了受陆岸，岛屿影响浅水区（包括海湾区）台风风浪的计算方案，本方案只需台风中心位置、中心气压和计算点于各方位的风区长度（受陆岸影响部分）等资料，便可快速地得到计算点的波浪要素。经实测资料验证，效果良好。     

潍坊沿海波浪和风暴潮特征研究

本文首先利用高精度海面风场,基于潍坊近岸的水深地形数据,运行SWAN海浪模式得到了-15m等深线3个特征点的波浪参数,利用P-Ⅲ型极值分布推算得到了潍坊外海点不同方位波浪要素的重现期;分析了潍坊近海平均的4个季节的有效波高、波向及平均周期的分布特征。基于ADCIRC水动力模式,对1994-2013年连续20年的风暴过程进行模拟分析,得到每个风暴过程最大水位以及最大风暴增水,并分别用GUMBEL方法和P-III方法推算了不同重现期的水位和风暴增水。本文可以为潍坊沿海波浪和风暴潮特征研究提供参考,为海洋工程建设以及海岸建筑设计等提供科学依据。     

锦州湾水文特征与泥沙状况分析

根据现场调查和室内分析资料，阐述了锦州湾潮汐，波浪，流海和沿岸河流等水文要素特征，计算了锦州沿岸河流和外海进入湾内的泥沙量；并对锦州湾含沙量分布变化特征，泥沙洄淤状况进行了分析。     

波浪作用下方块石护面稳定性研究

护面是海堤和护岸的重要结构,直接抵御波浪作用,可采用人工块体、块石等,种类繁多。采用紧密排列方块石作为护面结构是一种景观性较好的型式,依据方块石厚度不同能抵御不同大小的波浪作用。干砌条石及干砌块石护面曾有一些规范给出过计算方法,但现行规范没有相关内容可供设计参考,已有计算方法的理论分析还存在不足。当波浪与斜坡堤相互作用时,方块石护面出现位移或脱落可能发生在波浪回落最低阶段、波浪破碎打击阶段及破后爬高水流作用阶段,通过研究得到了不同阶段波浪对方块石护面作用力的计算方法。在波浪回落最低阶段,考虑了护面及其下方垫层渗透性影响,通过理论分析建立了低渗透护面浮托压强计算模型,采用物模试验将计算结果与试验测量值进行了对比分析,结果表明总体趋势符合,量值接近;在波浪破碎冲击阶段,基于射流冲击作用原理,提出了波浪在斜坡面破碎冲击压强计算方法,通过试验分析了波浪破碎水深波高比与破波相似参数的关系,利用浅水波理论计算了波浪破碎冲击水流流速;在爬高水流作用阶段,提出了水流引起的方块石护面垂直浮托力及水平拖曳力的计算方法,通过试验结果拟合了浮托力系数和拖曳力系数,验证了水流作用下护面的受力特征。最后,针对方块...     

Computation of Long-Term Statistical Properties of Wave Agitation in Harbors

In this paper,the long-term statistical properties of wave height in an idealized square harborwith a partial opening are studied.The incident waves are propagated into the harbor numerically by the fi-nite/infinite element method using three different wave models:(1)monochromatic wave train,(2)long-crested random wave train,and(3)short-crested random wave train.This study shows that for a giv-en incident wave,the wave height in the harbor is affected by the wave model used.For long-term estima-tion of wave height exceedance probability,it is recommended that the waves be propagated into the har-bor using the random wave model,and that wave heights be computed by use of the Rayleigh probabilitydistribution.     

日照帆船港工程泥沙运移物模试验研究

通过动床波浪输沙模型试验,研究了日照帆船港3种设计方案的泥沙运移情况.通过分析试验结果,预报了常浪和大浪作用下工程区的冲淤分布.结果表明,日照帆船港工程的建设不会对邻近海岸产生大的影响,航道和港池均不会出现大的淤积.但是,为防止堤脚冲刷,应在挡沙坝堤脚处设置护脚结构.     

A method to determine the incident wave boundary conditions and its application

When studying the harbor water tranquility, cases are often confronted as that the verification point is not located on the generation line or that the angle between the generation line and the isobath is so large that the differences of the wave climates along the generation line can not be ignored. For these cases, the incident boundary conditions are difficult to evaluate. In order to solve this problem, a combined wave model is developed in the present paper based on the Boussinesq equation and the wave action balance equation. Instead of the one-line wave generation method, a multi-line generation method is proposed for the combined model. Application of this method is given to a case that the harbor is designed with two entrances and the angle between the generation line and the isobath is large and the results are shown reasonable. We suggest that the wave generation method on multi-lines might also be introduced to the wave physical model as the replacement for the one-line generation method.     

边坡安全系数的研究

以某港码头岸坡设计为例,利用极限平衡法和塑性极限分析法对边坡安全系数进行理论分析和对比研究,改进了港口地区岸坡稳定性的计算方法,并通过分析证明了十字板剪切强度指标在实际应用中的合理性。     

斜向波作用下防波堤衔接段块体的稳定性和沉箱结构上波浪力试验研究

在斜向波浪作用下,防波堤结构衔接段会产生波能集中、壅水和漩涡等复杂的水动力情况,对该区域块体稳定性和沉箱结构产生极不利的影响,本文开展了三维整体波浪物理试验研究,以揭示不同角度斜向波与块体稳定性和沉箱结构受力敏感性的关系。同时将得到的试验结果与规范公式计算结果进行比较分析,得出两者之间的差异性。试验结果可为工程设计中结构安全系数取值提供技术支撑,也可为将来相关规程或规范关于块体稳定重量和直立结构受力计算式的修订完善提供基础数据。     

A Time-Domain Coupled Model for Nonlinear Wave Forces on A Fixed Box-Shaped Ship in A Harbor

A 2-D time-domain numerical coupled model is developed to obtain an efficient method for nonlinear wave forces on a fixed box-shaped ship in a harbor.The domain is divided into an inner domain and an outer domain.The inner domain is the area beneath the ship and the flow is described by the simplified Euler equations.The other area is the outer domain and the flow is defined by the higher-order Boussinesq equations in order to consider the nonlinearity of the wave motions.Along the interface boundaries between the inner domain and the outer domain,the volume flux is assumed to be continuous and the wave pressures are equal.Relevant physical experiment is conducted to validate the present model.It is shown that the numerical results agree with the experimental data.Compared with the coupled model with the flow in the inner domain governed by the Laplace equation,the present coupled model is more efficient and its solution procedure is more simple,which is particularly useful for the study on the effect of the nonlinear wave forces on a fixed box-shaped ship in a large harbor.     

风暴潮对广东省沿海港航设施影响及防护对策研究

通过实地调研,结合历史记录资料,初步研究了风暴潮对广东省沿海港航设施的影响状况和特点,提出了相应的防护措施。研究发现,广东省沿海港口设施受风暴潮影响的主要特点为防波堤受损最为严重,施工期受风暴潮影响损坏普遍存在,码头护岸受损较普遍,大型码头结构受损较少,中、小型码头结构特别是渔港结构受损较多。损坏成因主要包括波浪基础资料不足、设计波浪偏低、护面块体偏小等。从技术、工程和管理三个方面提出了防护措施。技术措施主要为加强波浪观测和科学研究;改进设计波浪推算方法。工程措施包括适当提高设计波浪标准;适当提高护面块体标准;优化平面布置,缩短无防护施工期;设立安全岛和避险安全区;加强对已建港航设施的现状调查、复核和分析,采取针对性的加固措施等。管理措施包括设立沿海港口风暴潮预警预报系统;编制风暴潮应急预案;加强港航设施的维护等。     

涌浪作用下港内波况试验研究

基于秘鲁钱凯港的防波堤三维整体模型试验结果,研究了涌浪绕射、透射联合作用对港内波况的影响。分析了不同波向、不同谱峰周期的入射波条件下港内不同功能区的波况分布规律,并对比分析了具有不同周期的入射波对港内不同区域波高的影响,兼顾分析了波向的影响。结果表明,在涌浪作用下,受透射、绕射影响,不同入射波条件下港内比波高分布规律相关性较好,距离口门越近、入射波波长越长,港内比波高越大;入射波周期对港内波况影响的差异和对波向的敏感性因港内不同区域而不同;防波堤阻挡效果好的波向,其入射波对港内的影响较小;对于受防波堤掩护性较好的内侧泊位,应重点关注泊位处的低频波浪对系泊的影响。     

葫芦岛港柳条沟港区规划潮流泥沙数模研究

建立了基于不规则三角形网格的考虑波浪作用的潮流泥沙数学模型，在对模型进行充分验证的基础上，对葫芦岛海域的潮流、泥沙场的进行了数值模拟，对该海区的潮流扬、泥沙场特征进行了分析；对萌芦岛港柳条沟港区规划方案进行了潮流、泥沙场模拟研究。详细分析了工程前后港池和航道的流扬变化，计算了航道的横流，预报了规划港区港池和航道的泥沙年淤积量，为港区的规划设计提供了科学依据。