推算浅水海浪设计周期的另一方法

本文以文献[7]提出的浅水海浪的周期模式为基础,引进水流的影响,构成一推算设计波周期的公式。检验的结果说明,由式(6)所示的公式是有用的。所提公式,就所检验的数据言,于水深、波高(H_(1/3))与周期(T_(1/3))分别为3.45～30.0米、1.45～9.15米与5.8～14.8秒范围内给出较现有公式为好的结果。     

平均波周期参数化方案及在SWAN模式中的应用

基于NDBC浮标观测数据,利用波龄与无因次波高的关系构建新的平均波周期参数化方案。将该方案集成在SWAN模式中,利用模式得到的有效波高、海面风速,计算新的平均波周期。将计算出的新平均波周期值、SWAN模式原周期计算方案得到的平均波周期值与浮标观测值进行对比,分析平均波周期的相对误差。结果表明,SWAN模式原周期计算方案模拟的周期值存在偏小的现象,而新的平均波周期参数化方案计算结果更接近浮标观测值,说明本文新构建的平均波周期参数化方案能够较好的应用在SWAN模式中开展东海海域平均波周期的数值模拟。     

吕泗地区浅水风浪分布以及谱分析

本文通过对吕泗地区现场实测燃料的分析和整理，确定了吕泗地区的浅水风浪分布式（４）和浅水风浪模式（１９），同时给出了本地区的波高与波周期的关系和波高与风浪谱的关系，为该地区的工程设计提供了依据。     

广东阳西近岸海域波浪的分布特征

通过对广东阳西近岸测站1a实测波浪资料及岸边同期风资料的整理与分析,探讨了该海域的波浪特性,得出研究海域不分方向H1/10年平均值为1.00 m,常浪向为SE向,出现的频率为38.35%,强浪向为SE向,观测期间的最大波高出现在0814号"黑格比"台风期间,Hmax值为8.31 m.用已有的理论分布函数对实测统计数据进行拟合,筛选出研究海域的波高分布、周期分布及波高与周期联合分布的特征,结果表明双参数威布尔理论波高分布、杨正己威布尔周期分布、朗格-赫金斯83模式或者孙孚模式较为适用于本海区的波高分布、周期分布、波高周期联合分布;结合相应的风速风向资料,运用回归分析方法,建立了该地区的波高与风速之间、波高与波周期之间的关系.     

重现期设计波高相对应的波浪周期推算方法的讨论

一、前言关于重现期设计波高相对应的波浪周期的推算方法在《港口工程技术规范》第二篇第一册第22条中规定:“与某一重现期的设计波高相对应的波浪周期的推算方法有两种:1.按第四章的风浪要素计算图直接查出与该设计波高相对应的周期(平均周期T);2.用波高最大值相对应周期(T)所组成的系列进行频率分析,以确定与设计波高为同一重现期的周期值。当地大的波浪主要为风浪时,可用方法1;当地大的波浪主要为涌浪或混合浪时,可用方法2。”     

沙质岸坡上波浪传播变形及动力响应特性研究

波浪作用对水库岸坡稳定性有重要影响。为了解波浪在岸坡地形中的传播演变机制和孔隙水压力响应特性,在波浪水槽末端铺设长6 m、坡度1∶16的斜坡沙床进行试验。通过改变入射波浪参数,测量斜坡段各处波面形态,采集斜坡段不同位置处孔隙水压力,分析了波浪在沙质岸坡上浅水变形区域内波面变化特征、波能演变规律以及岸坡土体孔压特征。结果表明：随着入射波浪厄塞尔数的增大,波浪浅水变形更加明显,波形不对称性加剧,各阶谐波之间互相作用更加强烈;水深较大区域,岸坡渗透作用大于浅水变形作用,波高呈现减小趋势;浅水变形剧烈区,浅水变形作用大于岸坡渗透作用,波高呈现增大趋势,最终破碎;孔压随入射波高与波周期的增大而增大,岸坡不同位置处孔压沿深度衰减速率和随波高增长速率均不同;岸坡孔压沿深度衰减速率与入射波周期呈现出正相关关系,与波高并无太大关系。     

SWAN模型对实验室小尺度浅水波浪模拟研究

基于浅水斜坡地形的物理模型试验数据,考察SWAN模型对实验室小尺度浅水波浪的模拟效果,进而检验其浅水项的模拟精度。模拟中采用直接输入初始测点的实测海浪谱进行造波,重点考察浅水中三波相互作用和变浅破碎两个源项,对不同工况下,SWAN模式在水深条件变化下的有效波高、谱平均周期、海浪谱演化的模拟能力进行研究。研究表明:模拟的有效波高较符合实测波浪的增长和衰减,但谱平均周期计算值明显偏小;海浪谱的能量转移机制同实测有较大区别,频谱模拟结果出现高频高估、低频低估现象。对两个源项进行对比分析得出三波相互作用对海浪谱的能量转换影响远大于变浅破碎耗散。想要提高近岸区谱平均周期和海浪谱的模拟精度则SWAN模型中三波非线性项的计算精确度仍需更多研究和改进。     

黄河三角洲海域浅水波高和周期的分析

关于黄河三角洲海域的波浪状况,过去研究甚少。近岸浅水波浪颇具区域性特征,已提出的浅水波高和周期的一些分布模式,如 I''JIYXOBCKИЙ(1966)、吴秀杰(1979)、黄培基(1980)等,在该海域也不适用。因而本文根据1984年以来我们测得的连续5年资料,从中选取大风过程的波浪资料,对该海域的浅水波高和周期进行具体分析。     

考虑底摩擦的波浪折射计算

本文用考虑底摩擦的折射模式计算了浅水中波高和波向分布。作为一个例子,根据不同的摩擦系数和不同的边界条件计算了一种简单海底地形的折射系数、衰减系数和折射角,所得结果与不考虑底摩擦的折射模式结果进行比较,发展它们之间存在一些差异,表明在浅水中底摩擦对波高有一定影响。     

改进的理论风浪频谱

对作者已提出的理论风浪频谱[1-3]的低频部分作了改进,谱的表示式显著简化.除原来使用的渤海观测资料外,增加了黄、东、南海资料以便对文中所提的谱进行更广泛的检验.计算结果与观测值符合良好.与JONSWAP谱作了进一步比较,二者是接近的,但就整体而言,文中的谱与观测的符合程度较JONSWAP谱为高.谱中引入了经过改进的P-δ关系(P,δ分别代表谱尖度因子和有效波陡)后,仅包含有效波高和周期作为参量.对此种形式的谱,峰频率的计算值与观测值是接近的,峰的高度基本上与观测值符合,但由于波高、周期的统计可变性,计算与实测值有一定差异.     

近岸沿岸流及污染物运动的数值模拟

基于双曲型缓坡方程和近岸浅水方程对近岸波浪斜向入射破碎所生成的沿岸流及污染物在沿岸波流作用下的运动进行了数值模拟,并对数值模拟结果进行了验证分析。数值模拟结果表明,在相近工况参数下,随着入射波高的增大,沿岸流流速和平均水面升高值均明显增大;随着岸坡坡度的增加,沿岸流流速和平均水面升高值明显增大;随着入射波浪周期的增大,平均水面升高值明显增大。在沿岸缓坡区域,由斜向入射波浪破碎所产生的沿岸流对污染物的运动起着不可忽略的影响。     

由海浪波高与周期的一元分布函数构成二元分布函数的探讨

目前,在海洋、海岸工程中,对海浪波高与周期的一元概率分布,单独有较深入的研究。但对它们的二元分布(即联合分布),不管是理论上还是实践上,都探讨得很不够。六十年代,苏联的基于波高和周期相互独立的假设,给出了波高和周期的联合分布。七十年代,英国海洋学家Longuet-Higgins基于波浪是窄谱的假设,导出了波振幅和周期的联合分布。但由于这些假设都与实际的海浪现象,有较大的差异,因此,在实际应用上受到了很大限制。近年来,我国海洋工作者应用概率定理建立了浅水周期与波高的联合分布,开辟了一条新途径。     

元洪港设计波高参数的推算和分析

根据福建元洪港无长期海浪和风观测资料及该水域的多岛礁地形的特征，以邻近的平潭海洋站３０ａ实测海浪资料，采用考虑底摩擦效应的浅水波浪折射数值模式进行港区设计波高计算，并与港工程规范算法相比较，得出码头，航道口门和航道中段的设计波高参数。     

年极值波高的长期振动

本文利用小麦岛、千里岩、大陈三个海洋水文站长期观测的波高资料和太阳黑子相对数进行了周期图、相关系数的计算和分析,研究了年极位波高的长期振动。结果表明,年极值波高有各种长期波动,尤以11～12年和22年左右的波动周期为显著。这种波动周期与太阳黑子相对数平均11.2年周期和太阳活动磁周期（即所谓的海尔周期）相当一致。同时指出,在选取某一段年权值波高序列来确定设计波高时,所选取的率极值波高序列年限长度,至少不应小于其长期波动周期的年限。就本文三站资料分析结果来看,至少不小于23年为宜。     

黄河三角洲区域的波流相互作用数值分析

将三维水动力-生态模式COHERENS与第三代波浪模式SWAN结合起来,采用该耦合模式数值计算了黄河三角洲的波浪特征波高与特征周期情况,从而探讨水流和波动水位对波浪特征波高和特征周期计算结果的影响。总的说来特征波高、特征周期、流速的计算结果与观测值吻合得较好,说明了COHERENS模式和SWAN模式相结合而成的波流耦合模式能够较好地计算黄河三角洲地区的流场与浪场情况。研究这些动力因素的机制和时空变化规律,对于研究海岸、河口的泥沙运动,海岸侵蚀的机理,合理开发利用自然资源,防止海洋灾害具有十分重大的意义。     

响水近岸海域波浪特性研究

基于响水波浪站累计一整年的现场观测资料，分析了波高和波周期的年内变化特性，研究了波浪的统计特性和波谱特性，并总结归纳了该海域各特征波要素之间以及各波谱参数之间的转换关系。结果显示:响水海域全年有效波高的变化幅度在0.10~2.80 m之间，年平均值为0.56 m；最大波高的变化幅度在0.15~5.58 m之间，年平均值为0.93 m；平均波周期的变化范围为1.91~9.02 s，年平均值为3.90 s。夏季大波高发生频率明显要小于冬、春季节，波浪季节性变化较为显著。就波高和波周期分布而言，通过拟合得出的Weibull分布较为适合本海域实测波高分布和波周期分布。波谱特性方面，本海域双峰谱占到总数的62.5%，且低频谱峰值普遍高于高频谱峰值，其中低频谱峰出现在0.04 Hz左右，高频谱峰则出现在0.15~0.20 Hz之间，分别为本海域涌浪和风浪所集中的频率区间。采用回归分析方法进一步分析了各特征波要素之间以及各波谱参数之间的关系，发现多数波参数之间存在显著的相关性，但受波浪浅水变形影响，各参数之间的比值与理论深水关系有所区别。本文的研究成果可为沿海建筑物的设计以及防灾减灾提供参考和依据。     

基于Copula函数的波高与周期长期联合分布

基于二元copula函数构建波高与相应波周期的长期联合分布。以粤东汕尾海域最大波高与相应平均周期为研究实例,经分析获得以下结果:(1)经拟合优度检验优选的年最大波高与相应周期的边缘分布分别为皮尔逊三型分布和广义极值分布,二者之间的较优连接函数为Archimedean类的Gumbel-Hougaard copula函数;(2)同频率条件下年最大波高和相应周期联合概率分布的设计要素值高于单变量的设计值,其中波高设计值的差异略大于周期设计值;(3)同现重现期和联合重现期的设计值可作为海岸海洋工程建设中的设计波高和相应周期的上限和下限;(4)条件概率1表明,同频率下的年最大波高和相应周期的遭遇概率很高,其组合概率可作为工程建筑物损毁风险率。     

挪威北海最大波高的影响分析

最大波高作为表征海浪强度和危险程度的重要指标,既是设计波浪推算的依据,同时又对海洋预报有重要的作用。基于瑞利分布得到的最大波高公式,不能体现波陡和谱宽度等非线性因素的影响,由该公式得出的理论最大波高与实际观测值有偏差。采用相位平均方法的海浪数值模型分析,可以根据海浪谱计算得到有效波高,却无法给出最大波高。本文通过分析挪威北海定点十年的船测波面资料,得出波浪谱,进一步推算出波陡和谱宽度对最大波高的影响。首先提出一种实测波数的替代方式,然后分别研究波陡和谱宽度对最大波高的影响。研究发现随着波陡和谱宽度的增加,Hmax/Hs逐渐减小,并拟合出最大波高与Cartwright谱宽度参数的公式,得到较好的拟合效果。     

日照帆船港港域波高的数值计算

考虑波浪的浅水变化、折射、绕射、反射和破碎等现象的影响,以文氏谱作为输入谱,建立了浅水区域随机波浪传播变形的改进数值模型。对日照帆船港港域波高的数值计算结果表明:在没有越浪的情况下,计算值与物理模型试验观测值吻合。改进的数值模型成为求解港口水域波高的1种有效方法。     

WAVEWATCH Ⅲ第三代海浪数值模式在中国东海的应用和改进

利用东海的浮标观测数据,比较了WAVEWATCHⅢ第三代海浪数值模式的ST2、ST4和ST6三种源函数方案在东海的适用性。结果表明,三种源函数方案在波高小于3 m中低风速情形下,模拟波高与观测波高符合的很好,而在波高大于3 m的高风速情形下,模拟波高偏大。在此基础上,提出了以波龄和波陡为参数的海面粗糙度参数化公式,以此来计算拖曳系数。该方案可以自动满足拖曳系数在临界风速达到饱和的观测事实,将上述拖曳系数计算方案应用于最新的ST6源函数方案,在保持中低风速时的模拟精度的同时,可有效地改善高风速时模拟波高偏大问题,而且可使模拟周期与浮标观测结果更为一致。