近岸水體多尺度波動特征分析——以粵東后江灣為例.pdf

1、本文以多年在粵東后江灣現(xiàn)場測量的波浪資料以及鄰近海洋站氣象站收集的潮位、氣象資料為基礎(chǔ)，從波浪的譜模擬分析、潮汐調(diào)和分析預(yù)報與特征值的推算以及非潮汐振動引起的水體波動分析三個方面入手，采用了多種研究方法，從不同尺度、多角度的對近岸水體波動的特征進(jìn)行了分析，本文研究認(rèn)為： 用線性波浪疊加法來對海浪的波面進(jìn)行模擬，能得到精確的擬合結(jié)果。通過對各種波況下的實(shí)測波浪進(jìn)行模擬發(fā)現(xiàn)：以實(shí)測譜為靶譜，用等分能量進(jìn)行線性波浪疊加來模擬頻譜的方法

2、，結(jié)果良好，可以精確的反映波浪內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。通過對波要素的模擬值與實(shí)測值的對比表明，模擬出來的各波要素精度很高。因此，對于一些缺乏實(shí)測資料的海區(qū)，可以用這種模擬方法，通過把特征波高和周期代入符合該海域的海浪譜，以此為靶譜，進(jìn)行波面的數(shù)值模擬，來統(tǒng)計波高和周期以及其他一些波要素的值，也可用來進(jìn)行進(jìn)一步的統(tǒng)計分析，為缺乏實(shí)測資料的海區(qū)提供參考資料。 通過對不同波況下波浪的波要素的統(tǒng)計分析表明：有效波高和平均周期都是隨著臺風(fēng)的加強(qiáng)而逐

3、漸增大，后又隨著臺風(fēng)的減弱而慢慢回落到常波況下大小；在臺風(fēng)來臨前，波浪的群性變化符合線性理論的基本觀點(diǎn)，即：譜尖度參量Qp越大，譜寬參量ε就越小，波群群性就越大，但是當(dāng)臺風(fēng)過境時，風(fēng)浪的作用加強(qiáng)后，這一理論就不太適用了。 對模擬的波面采用跨零方法，統(tǒng)計其波高和周期值，再進(jìn)行波高周期的聯(lián)合分布統(tǒng)計。通過對不同波況下波浪的波高周期聯(lián)合分布的統(tǒng)計表明：臺風(fēng)過境前，波面多以單峰或雙峰的涌浪為主；臺風(fēng)過境時，波面多以風(fēng)浪、涌浪共同作用的混

4、合浪居多，并且能量集中的低頻附近，到高頻部分迅速衰減；臺風(fēng)過境后，波面從多峰型逐漸向單峰型或雙峰型涌浪過渡，表明臺風(fēng)過境后，海面波浪短時內(nèi)仍存在著強(qiáng)烈的波波非線性相互作用，但隨著時間的推移，又慢慢回到臺風(fēng)來臨前時的單峰或雙峰涌浪譜為主的波面。核密度估計法在對波高周期聯(lián)合分布的統(tǒng)計計算中，與傳統(tǒng)的理論模式相比，核密度估計能更好的顯示碎波帶內(nèi)由風(fēng)浪、涌浪共同作用下的多峰振蕩的復(fù)雜波況下的波高周期聯(lián)合概率密度分布特征。 通過對實(shí)測的潮

5、位資料進(jìn)行潮汐調(diào)和分析，分離出主要全日、半日、淺水分潮，并用作潮汐預(yù)報，通過實(shí)測值與預(yù)報值進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)，殘差序列方差與原始序列方差的比值為0.0795，表明預(yù)報精度良好，可用來進(jìn)行潮汐的預(yù)報。由算出的主要分潮的調(diào)和常數(shù)，推求潮汐特征值，結(jié)果表明研究海區(qū)屬于不規(guī)則日潮港。進(jìn)一步推求出潮汐非調(diào)和常數(shù)，并且利用BPF法推求出2小時乘高潮水位的頻率分布。潮汐特征值的推求，也可為該海區(qū)的工程建設(shè)以及船舶進(jìn)出港等提供參考意見。 通過低通濾波