随机波浪联合分布概率模型

针对传统统计方法难以准确描述波浪联合分布特征的问题,结合波浪物理意义及相应统计参数,提出了可描述波浪要素联合分布的概率模型.首先给出了波高、周期和波向的边缘分布及联合分布理论概率模型,然后利用实测数据进行了验证.结果表明,本模型可有效重现波浪条件.     

粤东红海湾海区波侯特征分析

利用遮浪海洋站3a的观测记录，对红海湾海域的波侯进行了分析。结果表明该海区的观测资料前后有差异。海区的波高比较符合两参数的Weibull分布，波浪周期符合对数-正态分布。该海区的波浪类型以风浪为主，其中大浪主要是由风暴引起。平均波周期和平均波高的方根的比例系数为3．87。波高1天滞后的自相关系数为0．42，不平静海面的平均延时符合指数形式。最后用日极值波高数据和二项一对数正态复合极值分布分析了该海区的重现期波高。     

福建东山湾海浪现场观测的统计特征

为分析福建省南部港湾──东山湾的波浪特征,采用S4型压力式方向波浪仪观测获取现场一个月的风浪过程资料,对其进行了统计分析和频谱分析,给出了波高和周期分布,特征波要素与频谱关系,结果表明:实测波高分布与瑞利分布基本相符;波浪谱的显著部分在狭窄的频率内,对应3、5、6、7级风谱峰密度值(m2s)分别为0.084 3、0.372 8、0.941 8、1.837 7,随着风速的增加,谱能也显著地增加,谱曲线下面的总面积增大,谱的显著部分波及的频率范围也扩大,且谱的显著部分沿低频率的方向推移,对应风浪的波高及周期范围增大.     

基于Copula函数的黄海波高周期联合统计分析

为研究黄海中部海域波浪的年极值波高与年极值周期联合分布,基于黄海海域3个位置点1999—2018年SWAN后报波浪数据,采用5种单变量分布拟合年极值波高和年极值周期,通过拟合优度评价得到各位置点年极值波高和年极值周期的最优单变量分布,利用Copula函数理论建立了年极值波高和年极值周期联合分布函数,并与单变量分布波高和周期设计值进行了对比分析。结果表明:黄海中部海域波高周期联合分布可能存在区域性特征；波高周期联合分布得到的波高、周期设计值较同设计频率下的单变量分布设计值高；相同波高和周期设计频率下,单变量重现期最大,条件重现期次之,联合重现期最小。     

太平洋波高分布及变化规律研究

使用Topex／Poseidon卫星高度计1992年10月～1998年12月连续75个月，230个重复周期的有效波高资料对南北太平洋的有效波高进行了统计，分析了太平洋有效波高的多年平均、多年各月平均和多年各季平均的空间分布特征和时间变化规律。结果表明，太平洋波高分布具有明显季节变化的规律，与太平洋的风速分布特征具有良好的对应关系。     

海平面上升对长江口波浪影响的预测与分析

基于MIKE 21SW建立了长江口波浪数学模型,采用实测资料对波浪模型进行了验证,分别模拟当前海平面和海平面上升0.5,1.0,1.5m情景下的不同风向下的波浪分布,比较分析了波浪随海平面上升的变化特征,长江口波浪随海平面上升的一般特征为:波高和周期变化过程与潮位变化过程一致,波高增量高水位时大于低水位;口内波高增量明显小于口外,滩地增量最大,滩地迎风向的波高增量比背风向大;波周期变化特征与有效波高相似,但变幅明显小于波高变幅.     

船舶遭遇海浪要素长期分布的研究

本文根据波浪的随船统计资料，研究了波浪要素的长期分布，海浪谱函数和船舶 性能长期预报方法．应用ｗｅｉｂｕｌｌ函数拟合波高和周期的长期分布；沿用第１２届 ＩＴＴＣ（１９６９）海浪谱得到我国沿海海域修正的海浪谱，并给出了各种概率意义下的 波高、周期以及相应的谱矩。     

浅水风波波高,波周期分布

通过浅水风波试验，探讨了浅水波高、波周期的分布形式，重点分析了水深因素对波高、波周期分布的影响，给出了浅水波高、波周期分布的表达式，并确定了浅水特征波高间的关系。     

最大熵分布在波高长期统计中的应用

基于最大熵原理,推导出最大熵分布概率密度函数,同时介绍了目前在有效波高长期统计分布中运用较多的参数化模式,并将这2种方法应用于有效波高的长期统计分布中.为了检验2种方法的准确性,选用我国东海海域浮筒长期实测风、波浪数据,进行有效波高的概率密度函数拟合,将计算结果与实测数据绘成直方图并进行了比较.结果表明,最大熵分布概率密度函数中的参量γ值能够表征实际海况的复杂程度,且其在不同风速下与实测数据均吻合良好;而由参数化模式推导出的有效波高概率密度函数,在风速较小时与实测数据的吻合程度比风速较大时好,在风速较大时会出现偏离.     

三峡水库典型库段近岸波高空间变异特征——以忠县段为例

利用RBR Virtuoso D|wave压力式波潮仪原位观测了三峡水库165 m水位时的近岸波高,通过对6测点1 000多组波高实测资料的参数检验和Weibull分布拟合,分析了近岸波高在干支流、左右岸、狭窄或宽阔库面处的空间差异特征,并探讨了库区波高的主要影响因素。结果表明:不同位置和库面展宽的近岸波高有显著差异,长江干流近岸有效波高的均值、极值及发生频率均大于支流,狭窄库面近岸波高均值和极值虽大于宽阔库面,但狭窄库面近岸波高的发生频率要小于宽阔库面;水库近岸波浪的波高频率分布较好地符合Weibull分布,干流岸段的波高主要集中在6 cm以下,占90%以上,支流岸段波高主要集中在2 cm以下,占87%。实测波高日过程曲线的波陡变化与断面通行船只特征具有较好的协同性,通航船只数量和类型差异是三峡水库近岸波高空间变异的主要原因。
     

东洞庭湖最大熵法风浪谱估计

根据东洞庭湖风浪观测资料,分析了最大熵法估计风浪谱(MEM)的谱型曲线的影响因素.研究结果表明,MEM法提高了谱估计的精度,对于较短的序列也能得到较好的谱估计结果.由最终预报误差准则(FPE准则)确定最大熵谱的阶数M,得到了东洞庭湖小风区风浪谱的估计公式以及波浪要素与谱的关系式.利用该公式计算的结果与实测值比较,符合良好.     

有限风区内波浪数值模拟研究

【目的】研究港内波高分布特征及有限风区内风作用对波高的影响。【方法】以某码头工程为例,结合MIKE 21BW波浪模块及小区风成浪计算公式对港内波高进行计算,并对计算结果进行分析。【结果】计算组合中,W向、WSW向风作用下,港池西侧斜边岸线及西侧岸线前沿水域受岸线遮蔽的影响,波高相对较低,而湾底及东侧岸线前沿受外海入射波影响较大,波高相对较大。风作用对港内波高有一定的影响,W向风作用下,风浪对湾底岸线及东侧岸线前沿各观测点波高的贡献分别为9%~15%及12%~15%,WSW向风作用下分别为13%~35%及16%~41%。【结论】风作用对有限风区内波高的影响不容忽视。     

波浪模型(YW-SWP)在海岸工程中的应用

在缺乏波浪观测资料无法求得深水波要素的情况下,利用岸站观测的风场资料,采用在国际通用的WAM波浪数学模型上建立的YW-SWP模型求得深水波要素.计算结果表明:在同一风场下,利用YW-SWP模型得到的波高与实测值相比,其最大相对误差为7%;而利用海港水文规范、国家堤防工程规范S、MB公式求得的波高与实测值相比,最大相对误差分别为10%,30%,40%.     

印度洋的风浪、涌浪和混合浪的时空特征

为了展现印度洋的海浪特征,利用来自欧洲中期天气预报中心的ERA-40海浪再分析资料,对印度洋的海表风场、风浪、涌浪、混合浪场进行研究,主要分析了季节特征、月变化特征、风速和波高的变化趋势、涌浪指标,定义了南印度洋西风指数和涌浪北伸脊点。结果表明:印度洋的风浪场与海表风场整体上对应较好,尤其是季风期间的北印度洋,涌浪场与混合浪场对应较好;从波高来看,阿拉伯海在1-5月和9-12月的涌浪以及孟加拉湾全年的涌浪对混合浪的贡献大于风浪;印度洋海表风速呈显著递增的区域主要集中在咆哮西风带和30°S以北,风浪波高变化趋势的分布与风速大体一致,大部分海域的涌浪波高、混合浪波高表现显著性逐年递增;印度洋的涌浪在混合浪中占据主导地位,40°S以北的涌浪常年向北传播,且南印度洋西风带西南季风的强度直接决定着涌浪北传的程度。     

太湖波浪过程的数值模拟

基于动谱平衡方程的SWAN波浪模型和湖流三维模型,分别对太湖波浪和湖流的生消过程进行动态模拟,并研究太湖湖流对波浪的影响.结果表明,湖流模型和SWAN波浪模型可以较好地模拟风作用下太湖湖流和波浪的生成和传播过程;太湖流场对波浪场具有一定影响;风速越大,影响越显著,同时也受风向影响;沿岸区波浪受湖流影响更加显著;湖流对波浪的影响基本上呈现湖流波浪同向时,有效波高增大,波速增大,波长增长;反向时有效波高减小,波速减小,波长缩短的特征.     

琉球群岛海域的波候观测分析

为了展现琉球群岛海域的海浪特征,利用2个浮标观测数据分析了该海域的波候(海浪气候态)特征,重点计算了宫古海峡的强风、强浪。结果表明:喜屋武岬的月平均有效波高(SWH)峰值为1.5 m,出现在8月,22001站的峰值为1.7m,出现在2月,2个站点各月的波周期基本为6.0~8.5s,波谷出现在5-6月,波峰出现在10月;琉球海域的最大波高呈单峰型月际变化,波峰出现在8-10月,22001站为12m,喜屋武岬为8~10 m,平均最大波高的峰值为6 m,出现在8月;50年一遇的极值波高表现显著的月际变化,22001站的峰值为22~24m,出现在8-9月,喜屋武岬的峰值为16~20m,出现在6-10月;2月和11月,琉球海域出现频率最高的波高-周期联合频率为(2.0m,7s),5月出现频率最高的为(1.0m,7~9s),8月出现频率最高的为(1.0m,7s);在宫古海峡,2月、5月和11月的强浪主要源自东北偏北向,8月,强浪源自东南偏东向,强风向与强浪向整体上保持了较好的一致性。