长江口区波浪分布及其双峰谱型波浪的统计特征

发布时间：2020-09-10 11:38

　　长江口地处我国东海之滨。长江口航道不仅是我国的经济中心上海市最重要的出海口，也是长江流域诸省的唯一出海通道，它的通畅与否不仅仅左右着当地的航运经济，而且也影响国家近期、中期和长期的经济发展。因此研究长江口处的海浪特征研究具有重要意义。近岸(浅水)波浪测站和深水的波浪观测资料统计表明，混合浪的出现均大于纯风浪和纯涌浪，特别在浅水区域，例如大戟山海洋站，混和浪所占的比率接近70％。混和浪的频谱结构是复杂和多样的，除个别情况下仍呈现为单峰外，多数为双峰谱和多峰谱。因此，对双峰谱型海浪统计性质的研究具有重要的意义。实际中几乎不可能获得高时空分辨率的观测资料。特别在长江口区海域，地质、底质、滩涂、海洋建筑、航运以及径流等诸多因素造成波浪场的复杂多变，如依靠多布点的现场观测在效益上不可取，实际操作也是不可行的。因此，进行数值模拟配以个别实际测点的验证，以求得大面高时空分辨率的波浪场分布是可行的，也将成为不可替代的工具。长江口海区从五十年代开始设置引水船水文气象站至今，历时四十余年已积累了大量资料。交通部第三航务工程堪察设计院、河海大学、长江流域水利规划设计院、南京水利科学研究院等单位曾作过不少统计和分析工作[25-30]，在九十年代前期，人们曾根据长江口深水航道或附近短期实测资料与引水船站进行过相关分析，进而推算出设计波要素。进入“八五”期间，为整治长江口深水航道需要，南京水利科学研究院曾对引水船测站1960-1980年实测风与浪的资料进行过相关分析，结合历史天气图进行的概率统计分析，得出了波浪与风速、风区的经验关系。此外，应用引水船测站实测风资料推算得到的50年一遇、25年一遇和一年一遇的风速值来代表长江口以东大面积水域上风速并作为推算水深-20m波浪要素的风速值。在推算长江口深水航道几个主要波向的重现期波浪要素值时，采用了基于缓坡方程的波浪折射—绕射模式，该模式考虑了航槽和浅滩对波浪的影响，同时也考虑了底摩擦和波浪破碎对波浪的作用，但未能考虑局地风场和流场的作用。本文根据国家海洋局所属引水船海洋站、大戢山海洋站、嵊山海洋站、滩浒海洋站二十年的长期观测资料，佘山站半年的临时观测资料和位于长江口门的牛皮礁站在台风期间测得的波浪自记记录，对长江口区海域的风和波浪的基本特征进行了统计分析和研究，以求对长江口区波浪有一总体了解。为了解长江口外“准深水”波浪的状况，还根据历史天气图用“新型混合型海浪数值模式”对长江口外的波浪进行了后报。并用后报值推算20m等深线处的波高以及相应周期作为入射波通过海大研制的“二维海浪谱数值模式”，考虑在自然水底地形下局地风场、流场、水位和水底摩擦的影响，研究了波浪从长江口外向长江口内传输过程中的变化。对牛皮礁站自记波浪数据进行波谱分析，采用的是频域平滑法，直接从离散波面时间序列，并通过快速傅里叶变换(F叮)方法，得到粗谱，然后采用8点平滑计算得出平滑谱。进而得出各波浪要素值，作为牛皮礁站及附近数个点波浪推算要素的验证数据。对自记波浪数据得出的各波浪要素值进行统计分析、研究;对其双峰谱型海浪统计性质进行了分析研究。找出最适宜其地理地貌等环境条件的波浪要素统计规律，为工程设计、航运管理、环境保护等工作提供基础的波要素数据。
【学位单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2003
【中图分类】：P731.2
【部分图文】：

经验分布,波高

波高与周期联合分布

【引证文献】