珠江口波浪要素特征分析

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8.海浪

2）风浪的成长与风力、风区和风时的关系风区：指风向和风速近似一致的风所吹刮的距离。风时：是指近似一致的风向和风速连续作用于风区的时间。风力越大，风区越长，风时越久，风浪就越发展。但风浪的发展不是无限制的，当波陡接近1/7时，波浪开始破碎，波高停止发展。这种状态的风浪称为充分成长的风浪。在风速一定时，风浪充分成长不同风速时形成充分成长的风需要一定的临界风时和风区。三者浪所需要的最小风区和风时的关系见右上图。由图可见，风速越大，风浪充分成长所需要的最小风时和最小风区也越大。例如当风速为20kn时，最小风区75n mile,最小风时为10h; 当风速为30kn时，最小风区和最小风时分别增加到280n mile和23h。
3）风暴潮（Storm Surge）
――由强烈的大气扰动（强台风、强锋面气旋、寒潮大风等）引起的海面异常上升现象。主要原因：海面气压分布不均匀――气压每下降1hPa，海面约升高1cm；大风――风暴向岸边移动时，受强风牵引海水涌向岸边，海面升高，升高幅度与风速的平方成正比。我国风暴潮多发区：莱州湾、渤海湾、长江口至闽江口、汕头至珠江口、雷州湾和海南岛东北角，其中莱州湾、汕头至珠江口是严重多发区。
§8.4 有效波高和合成波高 21
3、合成波高 ――风浪波高与涌浪波高的合成， HE＝（Hw2+Hs2）1/2 公式中：Hw――平均显著风浪波高； Hs――平均显著涌浪波高。波浪分析图上的波高为合成波高。二、有效波高与其它统计波高的关系设有效波高H1/3＝1m，则平均H＝0.63m H1/10＝1.27m H1/100＝1.61m H1/1000＝1.94m
§8.5船舶海洋水文气象观测与编报
29
N， 0°
4m/s

台风影响下珠江口实测波浪特征分析

第４４卷第１１期人民珠江　２０２３年１１月　ＰＥＡＲＬＲＩＶＥＲｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｎｍｉｎｚｈｕｊｉａｎｇ．ｃｎＤＯＩ：１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１９２３５２０２３１１００９基金项目：国家重点研发计划（２０２１ＹＦＣ３００１０００、２０２２ＹＦＣ３２０２２００、２０２３ＹＦＣ３００７９００）；水利部重大科技项目（ＳＫＲ２０２２０３６）；海岸灾害及防护教育部重点实验室（河海大学）开放基金（２０２２０９）；广东省２０２１年促进经济高质量发展海洋经济专项（ＧＤＮＲＣ〔２０２１〕４１）；广东省基础与应用基础研究基金（２０２１Ａ１５１５１１０４２８）；广州市基础与应用基础研究基金（２０２１０２０２１２８６）收稿日期：２０２３－０５－２４作者简介：朱小伟（１９８８—），男，硕士，工程师，主要从事河口海岸水动力学、河口海岸治理与保护等工作。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｗｚｈｕｇｚ＠ｆｏｘｍａｉｌ．ｃｏｍ朱小伟，侯堋，刘晓建，等．台风影响下珠江口实测波浪特征分析［Ｊ］．人民珠江，２０２３，４４（１１）：７８－８４．台风影响下珠江口实测波浪特征分析朱小伟１，３，侯　堋１，２，刘晓建１，２，王其松１，３，王　强１，２，郭辉群１，３，刘琴琴１，３（１．珠江水利委员会珠江水利科学研究院，广东　广州　５１０６１１；２．水利部珠江河口治理与保护重点实验室，广东　广州　５１０６１１；３．水利部珠江河口海岸工程技术研究中心，广东　广州　５１０６１１）摘要：珠江口近岸波浪环境受台风影响显著。

研究基于珠江口澳门水域浮标观测资料，分析了２０１７—２０２２年１１场台风影响期间波浪特征参数（波高、波向、波浪周期等）及其相关关系，探究了台风对珠江口近岸波浪环境的影响。

结果表明，最大波高与有效波高、十分之一大波与有效波高、有效周期与有效波高之间均具有较高相关性，并拟合得到了经验公式。

本海域台风影响期间主波向为ＳＳＥ、出现频率为３７．９２％，次波向为Ｓ，出现频率为２６．１１％，对于有效波高大于３ｍ、最大波高大于４ｍ的极端波浪，频率分别为０．６５％、１．９５％，波向主要分布在ＥＮＥ—ＳＳＷ。

4-2海洋工程环境波浪解析

TH1/3 (1.12 ~1.14)T
Example 4.3
A 2.2m B 2.6m C 2.18m D 1.83m E 2.0m
A 2.35m B 1.85m C 2.80m D 1.88m
4.1.3 海浪观测、预报
• 风浪波向与风向一致 • 观测内容：波高、波长、周期、波速、波型、波向、海况 • 观测形式：目测（白天）；仪器（波高、周期、波向） • 观测时间，每隔3小时一次：2，5，8，11，14，17， 20，23时 • 每次一般17～20min，连续记录单波个数不少于100个，同时测风速、风向和水深 • 海浪玫瑰图：一定时期的波向、波高大小和出现频率，图5－4
1 H N
加权平均波高
H
i 1
N
i
H i ni H i 1 N N ni
i 1 Ki
N
ni为Hi的对应记录次数
不规则波海浪要素：统计特征
有义波高：设有一系列观测波高，将其按由大到小排列，其中最高的前N/3部分求平均，称之为1/3大波平均波高，又称之为有效波高。
N 3
H S H1 3
3 Hi N j 1
表示波动的可视平均水平，与目测波高值相近。有义周期：对应前N/3个波浪周期取平均值。
不规则波海浪要素：统计特征
1/10大波波高：
设有一系列观测波高，将其按由大到小排列，
其中最高的N/10部分求平均，亦称显著波高。
N 10
H1 10
10 Hi N j 1
1/10大波周期：对应前N/10个波浪周期取平均值。
中国近海海浪特征
• 大陆季节性气候的影响，海浪表现出季节性。 • 浪向取决于风向，冬季偏北浪，夏季偏南浪，春秋浪向不稳定 • 冬春多出现寒潮、温带气旋，夏秋多出现台风和热带风暴 • 浪高季节性变化。冬季风速>夏季，冬季平均浪高>夏季，冬季风浪周期>夏季 • 南方平均浪高>北方，南海出现大浪次数最多 • 冬季：渤海最大波高达7m，黄海9m，东海11m，南海 10m • 各地波浪平均周期4～6s

珠江口太平水道水文特性初步分析

在混凝土侧面和廊道内侧，混凝土浇筑89& 天后，松动模板拉杆，从拉杆孔洒水进入模板和混凝土间的缝隙珠江口太平水道进行养护，待混凝土强度达到:%;后拆模，拆模后立即在外露面覆盖土工布，并进行洒水养护。

养护水采用温度较高的地表水，严禁采用地下水。

同时为使廊道里面混凝土保温保湿，在养护期间，把廊道两侧的门洞用布帘封住。

混凝土养护安排专人负责，确保混凝土表面一直处于湿润状态，混凝土养护时间不少于$%天。

通过上下闸首的比较，做好混凝土的养护工作对减少裂缝的产生起很大的作用。

8’改善结构设计针对以往廊道进出口圆弧段凹面部位容易出现裂"广东省水文局惠州水文分局黄恒熙陈海全广东省航道勘测设计科研所周作付缝，施工中采取了在圆弧段中部开一竖向缺口作为后浇带，缩短侧墙的分段长度；另外在廊道侧墙引水面将水平摘要：依据太平水道航道部门!""# 年和$%%!年两次水文测验成果，对珠江口太平水道的水流特性进行了较为详细的分析，为充分认识太钢筋加密一倍，增加混凝土表面的抗裂能力，通过这些措施，对裂缝的开展起到了一定的控制作用。

&’监测与预报&’*混凝土内部埋设热电偶，每两小时观测一次，随时掌握混凝土在浇筑过程和养护期的温差变化，指导调平水道河道特性及其相关的工程建设提供参考。

关键词：太平水道水文特性! 概况太平水道位于虎门水道左侧，该水道环绕虎节保温层厚度，实现动态监控和动态调整。

&’$ 施工期重视和做好气象预报资料的收集、应用工作，指导混凝土生产作业，主动有效地制定实施对混凝土进行温控保护的计划。

门镇，长约!&’%()，上出口在虎门渡口下游*%%)附近，下出口在沙角电厂上游。

该水道呈牛轭状，&’8 遇到低温天气施工，要保证混凝土入仓温度不低于-<；高温季节施工，要控制混凝土入仓温度不高于8%<，并特别注意对混凝土表面温度进行控制，底板混凝土内外温差不大于$%<，廊道混凝土内外温差不大于*-<。

波浪的分类及其划分理论

波浪的分类及其划分理论波浪的分类及其划分理论数三国风流⼈物，只道句“滚滚长江东逝⽔，浪花涛尽英雄。

”看唐朝⼀代盛事，可摇头轻吟“春潮带⾬晚来急，野渡⽆⼈⾈⾃横。

古往今来，有多少⽂⼈墨客为那⼀江春⽔向东流痴迷，⼜有多少天妒英才为那翻腾⽽起的浪花许下凌云壮志。

波浪和它的名字⼀样⾜够引起⼈们的关注和敬仰，⽽在⾃然科学和⼯程界同样如此。

要乘风破浪固然需要勇⽓，可是在⼯程实践上却不能鲁莽⾏事，研究基础的波浪分类有助于我们更深⼊的了解其对建筑物的影响。

我们在课程上粗略的学习了⼀些波浪的分类及其划分理论，并进⼀步查阅了相关的⽹站和书籍。

第⼀部分、波浪概述波浪是海洋、湖泊、⽔库等宽敞⽔⾯上常见的⽔体运动，其特点在于每个⽔质点作周期性运动，所有的⽔质点相继振动，便引起⽔⾯呈周期性起伏。

因为⽔是⼀种流体，它在外⼒（风、地震等）作⽤下，⽔质点可以离开原来的位置，但在内⼒（重⼒、⽔压⼒、表⾯张⼒等）作⽤下，⼜有使它恢复原来位置的趋势。

因此，⽔质点在其平衡位置附近作近似封闭的圆周运动，便产⽣了波浪，并引起了波形的传播。

由此可见，波浪的传播，并不是⽔质点的向前移动，⽽仅是波形的传递。

1.波浪要素波浪的尺度和形状，通常⽤波浪要素来表述。

波浪的基本要素有：波峰、波⾕、波顶、波底、波⾼、波长、波陡、周期、波速等。

波峰是静⽔⾯以上的波浪部分；波⾕是静⽔⾯以下波浪部分；波顶是波峰的最⾼点；波底是波⾕的最低点；波⾼（h）是波顶与波底间的垂直距离；波长（λ）是两相邻波顶或波底间的⽔平距离；波陡（σ）是波⾼与半个波长之⽐；波浪周期（τ）是两相邻的波顶（或波底）经过同⼀点所需要的时间；波速（c）是波形移动的速度，即波长与波浪周期之⽐值：第⼆部分、波浪的分类及其划分理论因为某些波按其特性可以放在不同的划分区域中，故将在⼀种划分区域中详细介绍，⽽其他区域相对省略。

⼀、按振幅与波长相对⽐值划分：（⼀）⼩振幅波动（线性波动）⼩振幅波动是指波⾼远⼩于波长（h＜＜λ）的简单波动。

波浪的成因和要素有哪些

波浪的成因和要素有哪些波浪指具有自由表面的液体的局部质点受到扰动后，离开原来的平衡位置而作周期性起伏运动，并向四周传播的现象。

那你对波浪的形成好奇嘛?以下是店铺为大家整理波浪是怎么形成的答案，希望对你有帮助!波浪形成的原因海水受海风的作用和气压变化等影响，促使它离开原来的平衡位置，而发生向上、向下、向前和向后方向运动。

这就形成了海上的波浪。

波浪是一种有规律的周期性的起伏运动。

当波浪涌上岸边时，由于海水深度愈来愈浅，下层水的上下运动受到了阻碍，受物体惯性的作用，海水的波浪一浪叠一浪，越涌越多，一浪高过一浪。

与此同时，随着水深的变浅，下层水的运动，所受阻力越来越大，以至于到最后，它的运动速度慢于上层的运动速度，由于惯性，波浪最高处向前倾倒，摔到海滩上，成为飞溅的浪花。

暴风浪具有特别的重要性。

暴风浪是吹程相当大的特殊大风的产物;它们在一天里对海岸线的作用可能比普通盛行波浪在数周相对平静的天气里作用明显。

这些暴风浪大多数都造成破坏性的后果。

由于它们频繁出现，一浪很快地紧接着一浪，频率约为1分钟12-14次，由于当波浪破碎时，水几乎垂直地冲击下来(因此有“冲击碎浪”一语)，因而回流比上爬强有力得多。

因此，这些破坏性波浪倾向于“梳”下海滩，并将物质向海移动。

每分钟起伏约6-8次的较和缓的波浪，其上爬浪的前冲力较强，由于摩擦阻碍作用，回流力量较弱;因此，它们倾向于将粗砾搬上海滩。

这些波浪是建设性波浪，即“崩顶”或“激散”碎波。

冬季的大西洋波浪对爱尔兰西岸的平均压力，差不多为每平方米11 000千克，而在大风暴期间，压力可3 倍于此。

暴风浪对海岸线的作用在高潮时极为显著，因为它们的力量作用于较高的海滩或悬崖面上。

当波浪接近滨岸并且水变浅时，其速度便减小。

如果海岸由交替的岬湾构成，那么，水在岬角前变浅要比在海湾深水处快。

因此，波浪从海湾处向岬角侧部弯曲或折射，并在这里加强侵蚀过程。

如果波浪以斜交的方向推进，那么折射也可能在平直海岸上发生，结果它们最终将在几乎与海岸平行的方向上破碎。

珠江口海平面特征分析

摘
要：根据珠江三角洲网河区及口门位置的四个验潮站３８年的月均水位资料，利用小波方法分析水位的周期性变动成分，同时结
合重标极差法与ＭａｎＫｎａｌ对水位变动的持续性及趋势性进行研究，通过对比网河区与口门位置水位变动的异同，揭示珠江口ｎ－ｅｄｌ法海平面的变化特征。究表明，１５ — １９间，研９７９４年珠江口海平面存在２～８ａ的显著周期性变动，以及１和２左右的周期性变动。０ａ０ａ
ＬＪａ．ｅＣＨＥＺｈｎ，ＩＺｎ — ｉＵｉｎｆｉ，ＮｉｓｅＬＵｅｇｍｅ
（．ｅａｔｎｆｔｅｏｒｅｌｎｉｎｎ，ｕａｓｎｉｅｉ，ａｇｕ５０７，ｈｎ；１ＤｐｒｍｅｔＷａｅＲｓｕｃｓｌＥｖｒｍｅｔＳｎＹｔｅｖｒｔＧｕ￣ｏ１２５Ｃｉａｏｒａｏ－Ｕｎｓｙｎ
２ＤｅａｔｅｔｆｔｒｏｓｒａｃｄＨｄｏｏｒｎｉｅｉ，ｏｔｈｎｎｖｒｉｆｅｈｏｇ ’ ｕｎｚｏ１６０Ｃｉａ．ｐｒｎＷａｎｅｖｎｙａｙｒｐｗｅｇｎｒｇＳｕＣｉａｉｅｓ０Ｔｃｎ１ｙＧａｇｈｕ５０４，ｈｎ）ｍｏｅＣｎＥｅｎｈＵｙｔｏ
ｃｃｉａ．ｕｔａｉｎｃｍｐｎｎｘｓｎｎｔｅｓａｌｖｌｆｈｓａｙｏａｌｖｒａｓｃｕｉｇｍｏｅｏｅｓ１ａｙｌ１ｆｃｕｔｏｏｏｅｔｉｔｇｉｈｅｅｅｅｔｒｆｒｅ，ｌｏｉｌｄｎｒｒｌｓｃｌｅｉｅｏｔｕＰｅＲｉｎ０ａｄ２ａｃｃｉａ－ｕｔｔｏｓｎ０ｙｌｌｆｃｃｌｕａｉｎ．Ｃｈｎｅｆｔｅｓａｌｖｌｓｏｄａｒｍａｋｂｅｐｒｉｅｃ．ｕｔｅｍｏｅｔｗｏｌｅａｇｓｏｅｅｅｈｗｅｅｒａｌｅｓｓｎｅＦｒｒｒ．ｉｈｔｈｕｄｂｍｏｅｐｒｉｅｔｅｓｃｏｅｅｅｔａｙｍｏｔ．ｎｒｌｐａｉｇｔｅｔｅｄｏｅｗａｅｅｅｉｅｅｔａｙｒｅｓｓｎｔｗｈｎｉｗａｌｓｒｏｔｓｒｕＧｅｅａｌｓｅｋｎ．ｈｎｆｈｔｒｌｖｌｎｔｓｒｔｔｈｕｈｙｒｔｈｕ

海堤设计波浪计算有关问题探讨

3
波浪爬高计算
2
波浪要素计算
波浪要素是海堤设计的最重要参数之一，是决定海堤结构型式和堤身尺寸的基本条件，其计算和选用是否准确、合理，不仅直接关系到海堤工程设计工作的质量和水平，而且极大的影响着海堤工程的建设投资，因此是海堤设计和工程建设的前提。 ·40·
波浪爬高计算尤其是风浪爬高计算是确定海堤堤顶高程的主要影响因素，直接影响到工程的安全和投资，因此，人们对爬高问题比较关心，其相应的研究成果资料也较多，但由于影响波浪爬高的因素较多（主要有海堤断面结构型式、堤前水深、坡面糙渗系数、临海侧斜坡坡度、堤前波浪要素、堤前坡度等），波浪爬高的随机性较大，且目前爬高公式主要是基于室内试验的成果，因此，目前有关的计算方法仍然是经验或半经验性的。目前计算爬高方法中较为常见的有《堤防工程设计规范》（GB50286-98）中推荐的公式、《海港水文规范》（JTJ213-98）中推荐的公式、莆田公式、北京水科院水调所推荐的公式、原苏联公式、钟可夫斯基公式、史蒂文生计算公式、Hunf 公式等。
是级别较高的海堤，《导则》建议应通过物理模型试验来确定其爬高值。
4
越浪量计算
4.1 以允许越浪设计海堤的优越性海堤建设的主要目的就是要抵御台风大浪的袭击，保护堤后的财产安全。一般要求其强度和稳定性达到设计要求，在大浪袭击时海堤不受损坏，同时要求海堤堤顶高程达到一定的标准及高度，防止越浪水量引起的淹没。广东省在多年的海堤建设中积累了丰富经验，选择海堤结构型式时形成了明显的地方特色，但主要集中在单坡式、带有平台的复坡式、陡墙式等几种型式。在《导则》颁布以前，广东省在进行海堤设计确定堤顶高程时，一般按不越浪进行设计，即主要是以波浪爬高来确定堤顶高程，海堤往往会建的较高，造成工程投资大，经济条件难以满足。如果在堤前水深较大，坡度较陡的情况下，一般按波浪爬高确定的堤顶高程往往难以实现，这就为海堤的设计和施工带来了一定的问题。从另一个方面考虑，广东省海堤大部分建筑在软土地基之上，广东的软基厚度一般为 20～30m，局部大于 60m，其力学性能一般较差，含水量一般为 60%～80%，局部可高达 100%以上，属于高含水量、高压缩性、低强度、低渗透性软土，以不越浪进行堤顶高程设计，在软土地基上往往难以达到高度，而且其沉降量一般较大，从而造成投资的增大。因此，结合广东省海堤建设的特点和国内外建设海堤的经验和最新理念，在进行《导则》编制时，提出了广东省海堤建设以允许越浪来控制堤顶高程的方法。 4.2 越浪量计算 4.2.1 影响越浪量的因素影响越浪量的因素非常多，主要有海堤断面的结构型式、堤顶高程、堤前水深、堤前波浪要素、堤前地形、临海侧边坡坡度、风速、风向与海堤轴线的夹角以及堤的透水性等。（1）海堤断面结构型式的影响。国内外已有的研究成果和室内试验表明，海堤断面型式的较小差异也会带来越浪量较大的变化。因此，一般情况下，对于断面型式较为复杂的海堤（特别是带有防浪墙的海堤），建议通过物理模型试验来确定其越浪量，以作为设计的依据。（2）堤顶高程的影响。一般来讲，堤顶高程越低，越浪量越大，随着堤顶高程的升高，越浪量会逐渐减少。 ·41·

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珠江口波浪要素特征分析尹毅;江丽芳;张志旭;于红兵;王海龙【摘要】文章利用珠江口长达1年的实测海浪资料,对珠江口海浪基本要素、大浪过程以及与热带气旋活动的关系进行统计分析,选取强台风"韦森特"过程进行研究.结果表明:珠江口波浪以0~2级波高为主,出现频率达76%,3级波高次之,出现频率为22%;平均波高的月变化幅度较大,大浪多出现在夏、冬季,与热带气旋活动和冷空气过程密切相关;常浪向为SE向,出现频率为29%,强浪向为SSE向,一般由热带气旋引起;涌浪在秋、冬季出现频率较低;在春、夏两季出现频率稍高.强台风"韦森特"期间,最大浪高达3.93m,台风浪经历了涌浪—混合浪—风浪—混合浪的过程,波型变化与一般台风浪波型的演变规律较为一致.%Based on the one year wave data collected continually at the station of the Pearl River Estuary, statistical analysis of wave characteristics was conducted. The results show that the frequency of the wave height that was below 0.5 m was 76%. The month-to-month variation was quite notable. The bigger waves occurred mainly in summer and winter, which were closely related to tropical cyclones and cold air. The direction of higher frequency waves was SE, and the frequency reached 29%. The direction of strong wave was SSE, which was generally caused by tropical cyclones. During Typhoon Vicente, the wave height increased rapidly, with the maximum wave height reaching 3.93 m. The pattern of typhoon wave was in accordance with the general evolution of typhoon wave type.【期刊名称】《热带海洋学报》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】7页(P60-66)【关键词】珠江口;波浪骑士;波浪要素;台风浪【作者】尹毅;江丽芳;张志旭;于红兵;王海龙【作者单位】中国科学院南海海洋研究所,广东广州 510301;中国科学院大学,北京100049;国家海洋局南海分局南海预报中心,广东广州510310;中国科学院南海海洋研究所,广东广州 510301;中国科学院南海海洋研究所,广东广州 510301;中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司,广东广州 510663【正文语种】中文【中图分类】P731.22作为我国年流量第二大河的珠江,由东江、北江、西江及其他支流构成,经由八大口门汇入南海。

据统计,环珠江口湾区聚集了广东省过半的人口,是中国最发达的经济区域之一。

但是,珠江口也是广东省海域灾害频发,灾情严重的重要区域。

邓松等(2006)统计分析了自 20世纪 90年代以来珠江口近海海域灾害发生过程及其对沿海地区的影响,结果表明风暴潮灾害影响最大,海浪灾害位居第二。

近年来已有学者对珠江口近海海域的波浪做了一些研究。

王欣睿等(2009)利用时间跨度近2年600余组波浪观测资料,基于 5种风浪经验预报模型,对珠江口近海海域波高做了后报分析; 辜俊波(2012)和张洪生等(2013)基于 CCMP卫星遥感海面风场数据,通过将WAVEWATCH Ⅲ和SWAN数学模型嵌套的方法,模拟了10个月的珠江口附近海域的风浪场,初步讨论了不同台风风场对台风浪的影响。

珠江口近岸海域风浪受区域限制及众多岛屿影响,具有其局地特征,但目前为止对其研究相对较少。

这主要是由于实测资料的缺乏,尤其是中高海况下的直接观测和研究结果非常缺乏。

一方面在于: 作为中国水上运输最为繁忙水域之一的珠江口,布放长期波浪观测站在客观上存在着一定困难,且某些常规波浪观测方法在中高海况下较难予以实施。

另一方面,遥感测波技术在高海况下的精度有待改进,且其在近岸海域一般存在着缺测的情况。

本文利用珠江口近岸海域连续一年海浪观测数据,对海浪基本要素进行了统计分析,给出珠江口海域波浪的基本特征; 统计和分析珠江口海域大浪过程与热带气旋活动的关系,并选取其中一个台风浪过程进行分析,研究台风过程中该海域海浪的特征和演变规律,为珠江口的海浪预报等工作提供一定的参考。

南海波浪主要由热带气旋和季风引起。

在东北季风期,南海出现以东北向为主的风浪; 在西南季风期,常见的西南向浪(中国海湾志编纂委员会,1998)。

珠江口岛屿众多,外海波浪受到这些岛屿的屏障作用传至珠江口,发生折射与绕射等现象,同时受到水深变浅等因素的影响,波高与波向往往发生较大变化。

本文采用数据的波浪观测站位于万山群岛以北、桂山岛以西的伶仃洋海域上(见图1)。

该观测站以西为青洲水道与大西水道,以北分布着虎门、蕉门、洪奇门与横门共4个口门,距虎门约75km,距横门约45km。

该观测站所选位置既可以反映外海波浪经岛屿进入珠江口后的特征,又因其北侧风区较长,使得冬季风期间波浪的特征得以体现。

观测站水深约为 10m,岸边数据接收站距其 9km,平均潮差 0.85～0.95m(黄方等,1995)。

采用观测仪器为荷兰Datawell公司出产的Waverider(波浪骑士)浮标,型号为DWR-MK Ⅲ。

观测工作自2012年6月1日0时开始,至2013年5月31日23时结束。

仪器设置每小时观测一次波浪,每次连续记录30分钟,采样频率为1.28Hz。

热带气旋轨迹资料来源于日本气象厅 (Japan Meteorological Agency )每6h一次的热带气旋路径数据。

对珠江口海域2012年6月—2013年5月期间一年的海浪实测资料进行统计分析。

结果显示,珠江口内波浪一般较小,多以0～2级波高为主,3级波高次之,2012 年7月、8月和12月均观测到一次5级波浪过程,期间最大波高达3.93m。

0～2级、3级以及3级以上波高的出现率分别为76%、22%和2%。

下文分别从海浪要素的月平均值、极值变化特征以及大浪统计、季节分布特征方面进行分析。

2.1 月平均值和极值变化特征表 1列出了各月平均有效波高、平均有效波周期、最大波高及其对应波周期的统计结果,图2为各月平均有效波高与最大波高的变化过程图。

可以看出,年平均有效波高为0.41m,秋、冬两季除9月外,各月均在年平均有效波高之上; 春、夏两季总体在年平均有效波高之下。

各月最大波高的变化范围在 1.59～3.93m 之间,其中以7月、8月和 12月最大,这3个月最大波高均在3.0m以上(5级); 其他月份最大波高均为4级。

最大波高的极大值出现在2012年7月,系由1208号台风“韦森特”影响所致。

2.2 大浪统计珠江口海域内 5级以上的大浪多出现在夏、冬两季,与热带气旋活动和冷空气过程密切相关。

表2为观测期间5级以上台风期间大浪(2.5m以上波高)的统计结果。

可以看到,最大波高为 3.93m和3.21m,最大波高对应的周期为分别为4.6s和8.7s,以风浪为主。

统计结果显示,大浪波高的大小与热带气旋的强度、路径和移动速度均有关,热带气旋距离观测点越近,靠近观测点时风速越大,引起的波高就越大(姚圣康,2006),实测结果符合风浪成长理论(丁平兴等,1995)。

波浪观测站北侧风区较长,在东北季风期间有较大波浪过程。

2012年 12月的一次冷空气过程中,最大波高达到3.04m。

2.3 波浪要素的季节分布特征2.3.1 波向的季节分布图3给出了4个季节有效波高的波浪玫瑰图。

春季,常浪向为SE向与ESE向,强浪向为偏N向与偏ESE向。

夏季,常浪向集中分布在SSE与SE向,强浪向为SSE向。

秋季,常浪向主要表现为SE与ESE向,强浪向分布于偏N向与偏SE向。

冬季,常浪向为 SE向,ESE向与 N向次之,强浪向为偏NE向。

从全年来看,观测海域的常浪向表现为 SE向,出现频率为29%; 其次为ESE向与SSE向,出现频率分别为 17%和16%; 在其他方向出现频率较少,一般不超过8%。

强浪向为SSE向。

总的看来,外海波浪传入珠江口,受万山群岛等众多岛屿的阻挡与屏蔽,使得波浪发生反射与绕射现象,各季波向均以 SE向为主。

夏季偏向 SSE一侧,秋季与春季偏向ESE一侧,在东北季风盛行的冬季北向波浪的出现频率增多,但常浪向仍以SE向为主。

全年波浪出现在E—S区间的频率为73%,其他方向波浪较少;强浪向也以偏东南向为主,多由热带气旋造成。

2.3.2 有效波陡的分布图4给出了各季节有效波陡(由 Hs/Lz计算得出,Hs为有效波高,Lz为由波浪谱零阶矩与二阶矩计算得到跨零周期,进而计算得出的波长)的分布情况。

春季,有效波陡出现频率超过5%的分布区间主要为 0.0093～0.0223,合计为 50%。

夏季,有效波陡出现频率超过 5%的分布区间为 0.0114～0.0370,合计为80%。

秋季,有效波陡出现频率超过5%的分布区间主要为0.0176～0.0395,合计为59%。

冬季,有效波陡在 0.01～0.05区间分布较为均匀,间或有个别波陡出现频率低于5%,分布区间出现频率超过5%的合计值为71%。

全年统计,有效波陡出现频率超过5%的分布区间为0.0086～0.0282与0.0310～0.0394,合计为72%。

依据波型判据: 有效波陡≥0.025为风浪; 0.025>有效波陡≥0.01为未成熟涌浪; 有效波陡<0.01为成熟涌浪(Thompson et al,1984)。

可以知道,夏、秋、冬、春四季以及全年涌浪出现的频率分别为 48%、37%、36%、53%和44%。

依此判据可知,涌浪在秋、冬季出现频率较低; 在春、夏两季出现频率稍高。

2012年 7月 1208号强台风“韦森特”(Vicente)活动期间,观测站观测到最大浪高达 3.93m,本文选取该台风浪过程进行分析,以了解此过程中珠江口灾害性海浪的特征和演变规律。

3.1 台风概况2012年 7月 20日晚,美国联合台风警报中心(Joint Typhoon Warning Center)将18日形成于菲律宾东海面的低压区升级为热带低气压。