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        茂名拍岸浪統(tǒng)計分析

        2015-12-06 03:25:46梁廣建侯永強王靜宗興發(fā)
        海洋預報 2015年3期

        梁廣建,侯永強,王靜,宗興發(fā)

        (1.海軍南海艦隊海洋水文氣象中心,廣東湛江524001;2.75822部隊,廣東廣州510510;3.中山大學地理科學與規(guī)劃學院,廣東省城市化與地理環(huán)境空間模擬重點實驗室,廣東 廣州510275;4.95180部隊,廣東湛江524012)

        1 引言

        拍岸浪是海浪傳至淺海時,海表以下的海水受海底的摩擦限制,使得波峰的運動快于水下部分,波峰前伸,前側變陡,后側變平,波峰折向前方,發(fā)生破碎的波動(見圖1)。海灘破碎帶波動過程受到岸灘地形、潮汐水位變化的明顯影響,波動過程和地形演變是相互耦合在一起的[1],具有比深海和開闊陸架海域更復雜的演變規(guī)律和更快速的時空變化;它對近岸建筑物的安全與穩(wěn)定[2]具有較大的威脅。我國海浪預報的研究在20世紀60年代受到重視,1965年由國家科委組織的海浪預報研究會,集中了我國一些海浪專家從事這項工作,提出了較系統(tǒng)的深、淺海波浪預報模式。1999年,李紹武從波浪破碎的能量關系入手[3],提出了一種波浪破碎模式,并引入Boussinesq 方程中,得到了良好的結果;2000年,李德筠嘗試將Dally 導出的適用于任意水深的破波區(qū)內(nèi)波高衰減解析公式引入基于Boussinesq方程的波浪破碎模型[4];劉百橋通過引入極限波高為隨機變量的概念,提出了一種新的破碎波高的概率分布,結合單個破碎波的處理方法,建立了在能量控制上與我國港口工程規(guī)范基本等效的破碎波演變波譜模型,并通過實驗手段,確定了其中破碎系數(shù)與破碎類型指標之間的關系[5]。2001年,滕愛國等從N-S方程出發(fā),采用修正的k-ε 模型來封閉雷諾方程,利用修正的VOF方法跟蹤自由表面,通過數(shù)值計算成功地模擬出橢余波通過潛堤時波面的變形過程[6]。2002年,李孟國等對有關波浪Boussinesq方程的研究成果進行了系統(tǒng)的歸納總結和評述[7]。2003年,李春穎和李紹武對基于Boussinesq方程的破碎模型和波生流計算相關的技術問題進行了系統(tǒng)的歸納總結和評述[8]。本文利用已有研究成果方法和實測數(shù)據(jù)對茂名拍岸浪特征進行統(tǒng)計分析。

        圖1 拍岸浪示意圖

        2 海浪觀測記錄的質(zhì)量控制和處理

        本文分析數(shù)據(jù)采用茂名北山海區(qū)2007年和2008年5—10月份西南季風期的觀測資料,觀測要素為拍岸浪、近岸浪、風、海況、氣壓、漲落潮等;拍岸浪資料含有兩個觀測點,兩觀測點距離3 km,1號觀測點海灘坡度為1.6 度,2 號觀測點海灘坡度為2.8度,均為沙質(zhì)底。根據(jù)波面變形和波浪的破碎過程將碎波分為3類:溢波、卷波和振波。卷波是當波面隨著深度的變淺而變得不對稱,直至前側成為鉛直,進而向前倒卷的波。拍岸浪觀測主要在卷波出現(xiàn)時進行。由于拍岸浪區(qū)隨漲落潮而改變,故采用標桿法觀測,既在破碎帶垂直岸線設置一系列標桿,標桿的數(shù)量及距離依地形與潮差確定,標桿上畫有標尺,以目測方式觀測,每3 h 觀測一次,即在每天的8 時、11 時、14 時和17 時進行人工觀測。在觀測過程中結合天氣過程,在臺風前后等能引起較大拍岸浪的天氣過程中進行加密觀測,加密觀測每小時觀測一次,直至拍岸浪的變化趨于平靜。波浪蓋過標桿的最高與最低的距離為波高,以拍岸區(qū)最大波高為拍岸浪波高,同時記錄相應的水深及漲落潮情況。近岸浪觀測點距岸邊2 km,水深15 m,觀測儀器為波浪騎士,選取與拍岸浪對應時刻的波浪數(shù)據(jù)。采用缺測比率最小的原則,對原始觀測資料序列進行了優(yōu)選;通過兩觀測點資料對比分析的方法,消除了地形變化及人為因素等引入的異常值。

        3 拍岸浪統(tǒng)計特征分析

        3.1 拍岸浪月分布特征

        從2007—2008年西南季風期間拍岸浪月分布特征的統(tǒng)計分析結果(見表1)中可以得出,拍岸浪在西南季風期間變化比較有規(guī)律,各月平均最大浪高基本在100—140 cm 之間,而10月則波浪最大;最大拍岸浪處最大水深也是10月最深,9月出現(xiàn)了最小值;而8月平均周期最大。

        3.2 波高分布特征

        在海上連續(xù)觀測到一系列的拍岸浪波高,先后出現(xiàn)的數(shù)值是雜亂無章的,但是將波高依大小的次序排列并加以統(tǒng)計分析以后,所得的結果表明,它們遵循一定的分布規(guī)律。Longuet-Higgins 曾提出了在窄譜條件下波高服從瑞利分布,累積概率為:

        概率密度函數(shù)為:

        3.3 周期分布特征

        表1 北山5—10月份拍岸浪各要素分布及近岸浪波型特征

        圖2 波高概率密度觀測值與理論值的比較

        海浪遠非嚴格的周期性運動,在得自一固定點相對于時間的波面記錄上,海浪的周期可定義為相鄰兩上跨(或下跨)零點間的時間長度。也可將它定義為相鄰兩顯著波峰間的時間長度。這樣的得到的周期長短不齊關于周期分布的研究也很多。本文采用Longuet-Higgins 提出的適用于窄譜的周期分布理論形式,概率密度函數(shù)計算如下:

        Longuet-Higgins 的理論是以窄譜為前提的,且其中波高與周期不相關,故此理論應在ν 和相關系數(shù)r(H,T )均較小的情形下計算才能達到較好的結果。通過計算,北山觀測資料所得的譜寬度的無因次量 ν=0.266 ,波高和周期的相關系數(shù)r(H,T )=0.17。結果如圖3 所示,觀測所得的周期分布與理論分布吻合良好。

        4 近岸浪與拍岸浪的比較

        4.1 近岸波型特征

        從北山地區(qū)5—10月份近岸風浪、涌浪分布(見表1)中分析可發(fā)現(xiàn),在5—10月份,近岸浪風浪個數(shù)多于涌浪個數(shù)只出現(xiàn)在10月份,涌浪最多則是在8月份。涌浪最多的8月拍岸浪平均周期最長,近岸浪風浪多于涌浪的10月拍岸浪平均周期最小。這說明涌浪增多風浪減少時,拍岸浪平均周期逐漸增大,反之,減小。

        圖3 周期概率密度觀測值與理論值的比較

        4.2 近岸浪高和波長與拍岸浪關系

        波浪傳至海岸附近時,最終以某種形式破碎。破碎時水質(zhì)點的水平速度增大并伴有強烈的攪拌,因此碎波的影響特別重要。在理論研究和觀測中,判斷波浪破碎的指標有3個[9],分別被稱為運動學判據(jù)、動力學判據(jù)和幾何學判據(jù),其中運動學判據(jù)好于其它判據(jù)。Munk 最先應用能量方法進行計算,得到了波浪破碎時的浪高Hp與深水浪高H0和深水波長L0的關系式:

        4.3 波浪的破碎判數(shù)γ

        波浪的破碎判數(shù)γ 對研究波浪破碎及沿岸流和泥沙運動有重要的意義,γ 是海浪破碎時的波高與水深之比。波浪傳至淺海,海表以下的海水受到海底的摩擦作用,發(fā)生破碎現(xiàn)象,此時的波高與水深比大約為3:4,Bowen[10]等的實驗結果表明波浪破碎時γ 的值在0.88—1.28 之間,Weisher 和Byrne(1979)報告的平均值為0.78,我國常用0.78。由于觀測站點的坡度不同,所以對北山2008年兩個站點的資料分別進行了計算,發(fā)現(xiàn)站點1 的拍岸浪波高與水深之比集中在0.5—1.16 之間,其平均值為0.783,站點2 集中在0.49—1.32 之間,其平均值為0.760。由于地形的原因,站點2 的坡度較大,以至于站點2的γ 集中范圍大于站點1,平均值也略小于理論值。總的來說,計算得到的波浪破碎判數(shù)γ與理論值非常接近。

        圖4 由(4)式計算出來的觀測波高變化和擬合曲線

        5 相關性分析

        對于各相關要素進行定量的相關性計算,公式如下:

        式中,y 為拍岸浪波高,x 為近岸周期、近岸浪高、風速等。

        對于非連續(xù)性數(shù)據(jù)的指標,例如海況,漲落潮等要素,用K2指標法[11]對其分級計算。計算公式為:

        式中,xi為要素分級情況,例如x(1)代表漲潮時拍岸浪浪高,則x(2)代表落潮時拍岸浪浪高,風向根據(jù)相對海岸線得方向分向岸風與離岸風,海況分為0—2和大于2兩級。一般認為:

        K2≥0.5時因子x能提供足夠的信息;

        0.2≤K2<0.5時因子x能提供中等信息;

        K2<0.2時因子x不能提供信息。

        表2 各觀測要素與拍岸浪高的相關性

        表2 為拍岸浪與各要素的相關性計算結果,從表2中可以得出,在非連續(xù)性的數(shù)據(jù)中,只有海況可以提供中等的信息,也就是說海況與拍岸浪浪高的相關性較好。通過相關系數(shù)的計算,發(fā)現(xiàn)近岸浪的波高、周期以及百米塔的風速與拍岸浪浪高成較好的正相關。拍岸浪源于深水中的海浪,變幻莫測的海面風是它的主要原動力,海況引起的變化可以歸結為百米塔風的影響。當波浪于深度逐漸變淺的水底向上傳播時其要素就會發(fā)生變化,但與原來的要素仍有關系,所以近岸浪的周期和波高變化與拍岸浪高密切相關。

        6 結論

        (1)通過對拍岸浪各要素的分布分析得出,觀測的波高分布與理論分布(瑞利分布)較吻合,但在低頻大波附近誤差比較明顯;北山觀測資料所得的譜寬度的無因次量ν=0.266,波高和周期的相關系數(shù)r(H,T)=0.17,在窄譜、周期和波高相關性較小的情況下觀測所得的周期分布與理論分布吻合情況良好;

        (2)在近岸浪與拍岸浪的比較過程中發(fā)現(xiàn),涌浪較多的8月拍岸浪周期較大,風浪較多的10月,拍岸浪波高最高。站點1拍岸浪波高與水深之比集中在0.5—1.16 之間,其平均值為0.783,站點2 集中在0.49—1.32之間,其平均值為0.760。由于地形的原因,站點2的坡度較大,以至于站點2的γ 集中范圍大于站點1,平均值也略小于理論值??偟膩碚f,計算得到的波浪破碎判數(shù)γ 與理論非常接近;

        (3)相關性分析發(fā)現(xiàn),海況、近岸浪的波高、周期以及百米塔風速對拍岸浪的浪高影響較大。

        [1]陳子哌,李志強,李志龍,等.海灘碎波帶波性質(zhì)的統(tǒng)計對比分析[J].中山大學學報(自然科學版),2002,41(6):86-90.

        [2]馮芒,沙文鈺,李巖,等.近海近岸海浪的研究進展[J].解放軍理工大學學報(自然科學版),2004,5(6):70-76.

        [3]李紹武,王尚毅,柴山知也.一種近岸區(qū)波浪破碎模型[J].海洋學報(中文版),1999,21(1):103-110.

        [4]李德筠,張偉,李紹武.一種基于Boussinesq方程的近岸區(qū)破碎波模型[J].海洋工程,2000,18(3):34-38.

        [5]劉百橋,趙子丹.近岸不規(guī)則波的破碎演變模型[J].天津大學學報,2000,33(5):560-564.

        [6]滕愛國,沈永明,鄭永紅,等.波浪變形數(shù)值模擬[J].大連理工大學學報,2001,41(3):359-362.

        [7]李孟國,王正林,蔣德才.關于波浪Boussinesq 方程的研究[J].青島海洋大學學報(自然科學版),2002,32(3):345-354.

        [8]李春穎,李紹武.基于Boussinesq 方程的波浪破碎模型的研究綜述[J].港工技術,2003,(4):1-4.

        [9]文圣常, 余宙文. 海浪理論與計算原理[M]. 北京: 科學出版社,1984.

        [10]陳衛(wèi)躍. 杭州灣北岸潮灘波浪特征與統(tǒng)計分布[J]. 海洋科學,1990,(6):16-22.

        [11]施能.氣象統(tǒng)計預報中的多元分析方法[M].北京:氣象出版社,1992:35-36.

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