西沙湾工程波浪推算及波浪场数值模拟

本研究根据崇武水文站1976—2007年共31 a的波浪观测资料,使用皮尔逊Ⅲ型频率曲线进行拟合分析,推算出崇武在不同重现期条件下的特征波浪要素,再将其作为外海波浪要素输入,通过基于椭圆型缓坡方程的CGWAVE近岸波浪数值模型,模拟西沙湾的重现期波浪场,得到其设计波浪要素,得到较为合理的计算结果。西沙湾的海底地形强烈地影响近岸波浪,导致了波高和波向的不均匀分布特征,岛屿和礁石都是天然屏障,东侧水域受龟屿及闽台码头的掩护,波浪反射、绕射明显,对避风坞起到了有效的保护作用。此外,对于不同地质的边界,反射系数不同使得近岸波高分布有较大差异。     

SWAN模型在设计波浪要素计算中的应用研究

采用SWAN (Simulating Waves Nearshore)模型搭建了覆盖整个台湾海峡和台湾岛东部部分海域的波浪模型,并利用此模型计算了常风浪场、崇武海洋站设计波浪要素和西沙湾海域极值波浪场。计算结果显示,在常风浪模拟中,4个浮标站计算值与实测值有效波高绝对误差均在0.20 m以内,平均绝对误差值为0.13 m;崇武海洋站的设计波浪计算值与多年资料推算值平均绝对误差为0.14 m,平均相对误差为1.9%; SWAN和CGWAVE (Conjugate Gradient Wave Model)在西沙湾海域7个点的波浪极值计算值在S、SE、SSW三个方向上平均绝对误差分别为0.11、0.10、0.07 m,平均相对误差不足3%。以上计算结果表明,SWAN模型在常风浪模拟和设计波浪要素计算中具有良好的适应性。     

西沙,硇州台风波浪的一种计算方法

为了对南海西北部近岸及浅水台风波浪进行计算,本文选择了个台风影响西沙或硇洲时期的两站水文气象资料;用多元回归分析方法建立了这两站的两种不同形式的台风波浪计算公式及周期计算公式;并把这些计算公式做为南海西北部近岸的台风波浪计算模式。     

台风影响下西沙海域与岛礁内外的波浪分布特征

通过利用1991—2018年西沙海洋站波浪观测资料与SWAN模式反演计算结果,初步探究不同路径热带气旋影响下西沙海域、西沙礁盘与岛屿波浪掩护区海域的波浪分布特征。结果表明:西北型路径是影响西沙群岛的TC最大可能路径,通常以台风强度居多,波高以大到巨浪级别为主;西行型路径是影响西沙群岛的TC第二可能路径,通常以强台风居多,巨浪为主,海况极差;TC影响下各岛屿波浪掩护区波高基本大于2.0 m,甚至接近5.0 m,礁盘内波高基本在1.0 m以下。本研究结果为西沙海域渔船避风与海洋防灾减灾工作提供基础性参考。     

多功能波浪浮标研制

多功能波浪浮标是一种可在海洋台站和近海进行波浪(含波向)、表层水温、表层海水盐度三项水文要素自动测量和信息处理的观测装置。该浮标的研制目的是解决水温和盐度传感器现场安装和连续长期使用所遇到的问题,把我国目前海浪观测技术提高到世界先进水平,并且替代至今赖以进口的同类仪器。目前,国际上较实用的波向浮标主要有两大类:表面波向测量浮标和水下波向测量浮标。前者有美国的956型(改进型为1156型)波浪跟踪浮标、荷兰的波浪骑士方向浮标,这两种浮标都是遥测型浮标,可获得实时测量信息,956型波浪跟踪浮标只能测量波浪要素。80年代,国…     

GA-BP神经网络在罗源湾口波浪模拟研究中的应用

由于BP神经网络存在收敛速度慢和易于陷入极小值等缺点,引入遗传算法(GA)对网络的权值和阈值加以优化,并采用不同组合的输入因子和样本数,对福建省罗源湾口的波浪进行模拟研究.对输入因子的分析结果表明,研究区域的波浪主要受台湾海峡波浪传播影响,与局地气象因子(风速、风向、海气温差)的相关性较弱.训练样本试验表明,30 d以上的波浪历史数据可使GA-BP神经网络充分学习研究区域的波浪特征,从而实现对波浪要素的高精度模拟.模拟结果显示,对春、夏季实测波浪数据的模拟效果均很好,其中相关性分别为0.967和0.938,均方根误差分别为0.112 m和0.107 m,表明GA-BP神经网络在近岸波浪模拟预报中有较广阔的应用前景.     

波浪谱形对不规则波数值模拟的影响

通过数值模拟分析了波浪谱形对不规则波浪数值模拟结果的影响.采用不同参数的JONSWAP谱模拟入射波要素,基于抛物型缓坡方程模拟不规则波浪的传播,分析了波浪谱形状对波浪数值模拟结果的影响.结果表明,采用抛物型缓坡方程模拟不规则波浪时,入射波浪谱形对模拟结果影响不明显;但由于模型中非线性项的影响,采用不规则波模拟的波高分布和采用规则波模拟的结果略有差别.     

用贝叶斯方法推算设计波高

采用长期概率预报提供波浪要素设计值是海洋工程中不可缺少的内容之一，文中介绍了一种基於贝叶斯原理的新计算方法，它较传统统计方法有明显的优越性，不仅可以通过补充新信息不断修正原有的估算结果，而且可以避免传统方法带来诸多不确定性，文中以北海中部百年一遇设计波高为例进行了计算。     

STWAVE模型在多岛屿区域波浪要素计算中的应用

我国常用的风推浪计算方法在多岛屿区域波浪要素计算中具有一定局限性。论文通过不同方法计算的波浪要素计算结果的比较,认为STWAVE模型在满足计算精度的前提下,操作简单,方法简便,在多岛屿区域波浪要素计算中具有较大的应用、推广价值。     

波浪浮标数据比测评估

海浪是我国海洋环境业务化观测要素之一,也是海洋预报的重要参数之一,波浪观测仪器对海浪长期、稳定、准确的观测直接影响了科学研究和海洋海岸工程设计的科学性和合理性。为此,波浪观测仪器需进行室内实验室测试和室外海上测试,但目前进入业务化系统的波浪观测仪器一般只进行了实验室计量检定,缺乏现场测试评价。现阶段,用于波浪观测的主要仪器为重力式波浪浮标,为进一步检验重力式测波浮标的稳定性、可靠性,验证波浪数据的有效性、准确性,本文设计了实验室和海上比测试验,分析对比了国内外几种主流测波浮标的观测结果,总体来看,山东省科学院海洋仪器仪表研究所的SBF3-2型波浪浮标和国家海洋技术中心的SBF6-1型波浪浮标观测效果最好,准确性较高,稳定性较强。