日照石臼港人工岬湾海岸设计及稳定性研究

基于日照万平口海区三期水深地形调查资料、水动力及海底沉积物调查数据,研究了日照石臼港海域人工岬湾海滩建设前后波浪场的变化、沉积物在波浪作用下沿岸输运变化及海岸侵蚀冲淤特征,并模拟验证了人工沙滩建设后的平衡岸线,明确了不同长度防波堤建设后海滩的稳定性及其设计的合理性。结果表明:防波堤建设前研究区入射波浪与岸线有一定夹角,导致波浪作用下沉积物有由南向北输移的趋势;人工岬湾的建设可改变近岸波浪场,继而影响沿岸泥沙输运,对岸滩稳定有重要影响;海岸工程、波浪场及泥沙输运三者相互作用,是人工岬湾海岸稳定性的关键因素。     

近岸流对波浪传播影响的数值分析

使用近岸波浪模型SWAN计算存在沿岸流和离岸流时的近岸波浪传播。先设离岸流u=0m/s,模拟均匀、非均匀沿岸流的流速和梯度对波高传播的影响;再设沿岸流v=0.5m/s,模拟均匀、非均匀离岸流的流速和梯度对波能高传播的影响。从模拟中得到,近岸波浪传播受沿岸流、离岸流的流速和梯度影响时,波高的变化规律。     

港口工程中有关波浪问题的实用计算系统

港口工程中，波浪是一个非常重要的问题，港工建筑物的设计、港口平面布局的确定、航道淤积量的计算等均需了解和掌握本海区的波浪情况，所以编制本系统的宗旨就是使由外海波浪要素推算到港区泊稳计算等一系列繁琐复杂的波浪推算工作都尽可能地通过计算机来实现，从而减轻工作强度、提高工作效率。该系统目前包括五个模块、即外海波浪要素推算模块，Ｐ－Ⅲ型适线分析模块，浪波浅水变形计算模块、港区波浪绕射计算模块和不同累积频率波高换算模块。从本系统在国内几个港口中的使用情况来看，计算结果是令人满意的。     

考虑植物影响的波浪和波生流迭加条件下水动力特性数值模拟研究

海岸湿地是近海地区重要的生态系统,由于潮流、波浪尤其是非连续水流与植被的相互作用,导致该海域的水动力环境复杂多变。本文发展了一个深度平均二维波流耦合数学模型,模拟湿地海域波浪和波生沿岸流的运动特性。水动力模型中植物拖曳力作为源项放入动量方程中,在波浪作用量平衡方程增加波能耗散项用于解释水生植物对波浪产生的阻力作用。在动态耦合模型中,波浪模型为潮流模型提供波浪辐射应力、波高、波浪周期等数据信息,潮流模型为波浪模型提供计算的水位和流速,可以达到双向动态耦合。本文发展的波流耦合模型通过三个实验室试验数据加以验证,计算结果和实验数据吻合较好,在波浪、波生流和植物迭加条件下,所建模型能够有效地模拟波浪、沿岸流等不同现象。     

应用现场实测波浪资料直接计算沿岸输沙率

本文应用波能流守恒法则，导得可直接应用现场实测波浪资料计算沿岸输沙率关系式。通过两个实例计算，说明计算值与实际沿岸输沙率一致。     

渤海南部海域年极值波浪和设计波浪的特征研究

本文用统计计算和后报方法，获得了本海域不同海区多年年极值波高（Ｈ１／１０）资料。用Ｐ－Ⅲ型和短期测波资料频率分析方法，估算了各海区的设计波高，并依据文献［３］计算出对应的平均周期。用Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｆｆ适合度方法检验所得的结果表明，依Ｐ－Ⅲ型方法拟配的理论频率曲线与经验点十分吻合，从而确定了本海域不同海区最佳的设计波浪。分析本海域年极值波浪的基本特征表明，本海域除了渤海湾北部海区以外，主浪向一般为ＮＮＥ向，渤海海峡区的年极值波高和设计波高均为最大，而向莱州湾及渤海湾沿岸海区逐渐减小；在沿岸海区，由龙口至黄河口一带的极值波高较大。     

鲁南石臼所海岸附近波浪作用下的泥沙活动带

在沿岸港口的建设和开发中,泥沙活动带的确定对于泥沙活动规律的研究有着一定的意义。在实用上,它直接关系着防波堤、突堤等港工设施的延伸方向和长度。泥沙活动带临界水深的确定可通过两种途径解决:一是实测,根据海底地形和底质资料的分析确定。二是根据波浪和底质粒径资料进行计算。本文结合选港试图采用计算的方法确定石臼所海岸附近泥沙活动带的范围,并以实测资料进行分析和验证。     

波浪作用下渤海湾近岸海域污染物的输移扩散规律

用物理模型实验和数学模型计算相结合的方法,研究了均匀缓坡岸滩上,规则波及不规则波浪作用下形成的沿岸流及其对岸边排放污染物输移扩散的影响。针对渤海湾的地形和主要波浪方向,研究了渤海湾主要排污口附近单纯波浪以及波浪、潮流共同作用下近岸海域内流动速度分布与相应污染物输移扩散规律。结果表明,在渤海湾近岸海域(一定范围内),污染物输移扩散受到波浪作用的影响,表现为平行岸线方向。波浪作用使得远离污染物排放口的滩涂受污染的影响增大。     

渤海波浪和潮汐风暴潮相互作用对波浪影响的数值研究

基于依赖波浪成长状态波令的表面风应力，提出了一个波浪和风暴潮潮汐运动相互作用的联合数值模式，实现了第三代波浪模式和三维风暴潮潮汐模式联合作用的数值研究，并结合渤海典型天气个例的研究，给出了渤海波浪和风暴潮潮汐相互作用对波浪影响的机制和大小量级的定量估计。研究表明，对不同天气过程，波浪和风暴潮潮汐相互作用对波浪影响的性质和大小不同；对强寒潮过程，对波浪影响主要由风暴潮所支配波高调制可达1m，在黄河口区一般达0．5m；对弱天气过程，对波浪影响主要由潮所控制，波高调制约在0．2m，联合作用模式给出的结果与实测更吻合。     

胶州湾波浪状况分析

本文根据胶州湾不同时间,不同地点的波浪观测资料,分析了胶州湾的波浪特点和灾害性天气影响时的波浪状况。     

人工神经网络技术在台风浪预报中的应用

利用人工神经网络中的BP算法，结合南海硇洲岛海区近30年的台风及台风浪资料，经预期因子的选择并作对比试验，建立了本海区较为理想的台风浪人工神经网络预报模型。结果表明：人工神经网络方法在台湾浪的预报上，有较好的拟合历史台风浪高的能力，利用该模型对台风浪高的预报也达到了一定的精度。为实际台风浪浪的预报增加了新方法、新思路。     

渤海和黄海北部波高与周期联合分析

分析波高与周期的联合分布特征对于海洋平台设计、海洋工程建筑等有着重要的意义。基于SWAN模型模拟的波浪后报数据对渤海和黄海北部1999~2018年的波浪特征进行了统计分析。分别对20年的波高和周期数据进行了统计分析,得到了研究区域20年有效波高和波周期的季平均值和最大值的区域分布特征。然后以散布图的形式刻画了整个区域20年波高和周期的联合分布特征。为了更深入地研究波高和周期的联合分布规律,选择了两个研究点A1和A2,A1在渤海内部相对近岸,A2在黄海北部深海区。统计结果表明,在A1和A2,波高与周期的联合分布特征较为相似,均呈现斜三角形的分布特征,然而大波高大周期的波浪却呈现不同的分布特征。最后,利用20年的波浪后报数据,在A1和A2点构建了有效波高和谱峰周期的联合概率模型,并采用IFORM法得到了50年、100年和200年重现周期的环境等值线,为研究海域海上结构物的可靠性设计提供了参考。     

雷达探测海浪及其方法的研究

根据连云港714天气雷达(波长10.6cm)探测到的海浪回波资料,结合实测风浪资料,分析了海浪回波特征,得到了海浪回波最远距离与最大风速的相互关系换算方法。     

分析海浪方向谱的扩展本征矢方法Ⅰ.方法的导出

基于交叉谱矩阵可以按本征值划分为信号和含有噪音部分的思想，提出了一种自直接测量数据估计海浪方向谱的方法。该方法称为扩展本征矢方法（EEV），可应用于单点测量系统、仪器阵列以及由二者构成的复合阵列。现有的某些估计方法（如最大似然方法及其扩展形式等）仅是此方法的某种特例。     

关于海雾生成的探讨

分析海上雷达波的超折射现象，指出：海雾的出现总是在雷达波发生超折射之后，由此确定海雾形成时的大气结构特征，并对海雾的生成以及其出现时间有了新的了解。指出根据雷达波超折射现象可用来作海雾预报。     

两类典型台风路径影响下的黄、渤海海浪场特征研究

台风引起的海浪灾害对我国黄、渤海沿岸影响巨大,严重威胁相关区域人民群众生命财产安全。本文主要利用ERA5(the fifth generation European Center for Medium-Range Weather forecasts atmospheric reanalysis of the global climate)风场研究了两类不同移动路径下的台风(1909号台风“利奇马”和1109号台风“梅花”)在黄、渤海区域的海浪场的时空分布特征及风-浪成长关系。结果表明:两个台风引起的海浪的有效波高空间分布明显不同,波高的分布和风速对应,而海浪周期与风速、波高的分布无明显相关性,波向较风向偏于台风移动方向且两者偏差较大;两个台风进入黄海之前就形成一个从黄海向渤海的“涌浪舌”。海浪成分方面,台风“利奇马”引起的沿海区大浪主要是风浪,而台风“梅花”移动路径的右侧以风浪为主,左侧则主要是涌浪;通过建立无因次波高与无因次周期的幂律关系、以及有效波高关于风速的二次多项式变化关系,研究了风-浪成长特性,结果发现,台风浪的成长特性与台风过程关系不明显,但与所处水域的水深和海底地形地貌有关,表现为两个台风在黄海区域的台风浪成长较渤海区域更为充分。     

双峰海浪频谱的一种表示

采用低频分谱和高频分谱叠加的思想，提出了双峰海浪频谱的一种表示。所用的分谱形式为以便于确定的物理量为参数的Ｎｅｕｍａｎｎ型谱形。给出了由实测双峰谱的特征量确定分谱参数的合理途径，解释了以往双峰谱表示中高频部分过高估计的原因并予以解决，最后应用于胶州湾和南海西沙海域的实测谱。     

南海文昌海域内孤立波特征观测研究

内孤立波对大陆架边缘海区的混合和生态有着显著影响，近年来已成为物理海洋学研究的热点。但是南海北部陆架的内波现场资料极为缺乏。2005年4—7月，中国科学院海洋研究所在文昌海区进行了文昌内波实验。通过此次现场观测数据发现，在4月下旬文昌海域有着强盛的内孤立波，其振幅在40m左右，产生的斜压流接近1m／s，且传播方向平行于等深线切线方向，向西南方向传播。分析还得出此类内孤立波并非发源于吕宋海峡，应该属于潮地相互作用局地生成的内孤立波。     

渤海重现期波高的数值计算

利用RAMS大气模式给出的20年风场资料,利用SWAN近海波浪模式对渤海海域的波浪进行了20 a数值计算.通过与一般过程和大风过程的实测资料的对比后发现.波浪模拟值与实潮值符合地较好,SWAN模式适合渤海海域波浪的计算。通过分析发现.辽东湾常浪向为SSW。强浪向为SSW;渤海中部常浪向为S,强浪向为NE;渤海海峡常浪向为NNW,强浪向为NNW;莱州湾常浪向为S,强浪向为NNE;渤海湾常浪向为S.强浪向为NE。渤中偏东南海域(38°～39°N,119.5°～120.5°E)多年一遇有效波高最大.其中百年一遇有效波高最大值达到6.7m。     

出访关岛、文莱和新加坡的水文气象保障分析

2003年10月中旬到11月中旬,舰艇编队出访关岛、文莱和新加坡期间,多次遇有台风、冷空气等灾害性天气。保障中通过分析西太平洋海域的船舶报资料、卫星云图和日本传真图资料以及编队发回的海上实况资料等信息,结合南海海域和菲律宾海域10—11月份多年的水文气象平均资料,对出访过程中所要航行的海区做了整体的掌握和重点的分析,为编队航行提供了及时准确的天气海洋预报,使编队能及时规避冷空气和台风等灾害性天气,圆满完成了出访期间的水文气象保障工作。