波浪观测方法
第六章 海浪.ppt
H
4
1
H
2
ln
1 F
2
H 为浅水系数， H H d
当水很深时，即H*=0，则上式还原为深水公式。
深水及浅水中各种累积频率所对应的波高模比系数： 当波由深水处移向浅水处时，平均波高将发生变化，波列
的分布规律也发生变化。
HF H
H* F%
0.5 1 2 5 … 90 95
例3：已知某浅水区d=20m，H1%=5.0m，求H5%=？
解：采用试算法
设 H =2.2m
H /d=0.11
计算得 H1% / H =2.273，查表得 H1% / H =2.239
H5% / H =1.85
则H5%=4.1m
2．周期的理论分布函数 周期的概率密度函数：
f
T
4 4
• 惯性离心力同运动方向相垂 直，自曲率中心沿半 径指向 外缘，其大小同空气运动的 线速度（U）的 平方成正比， 与曲率半径（r）成反比。
• 实际大气空气运动曲率半径（几十千米——几千千米）很 大，故C很小。但在低纬度或空气运动速度大而曲率半很小时， C 较大并可能超过G。
• 作用——只改变风向，不改变风速大小。
例：△p=5hPa, △n=3.5, F=30°, △T=5℃, 则：Us=？ m/s,
Ug=？ m/s
二、我国近海风况的特点
1．季风——海陆间热力差异导致。 2．寒潮大风——气温在24小时内降低10度以上，且最低气 温降至5度以下，称为寒潮。 3．台风——热带气旋
台风（12级及以上） 强热带风暴（10~11级） 热带风暴（8~9级） 热带低压（8级以下）
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
内河船行波浪观测方法的设计和实施
内河船行波浪观测方法的设计和实施洪剑;江木春【摘要】An observation method is put forward for the ship wave in inland waterway,main steps of the method are described,and its applicability and feasibility are proved by engineering examples.%本文提出了内河航道船行波浪观测的一种方法，描述了该方法的主要步骤，用工程实例证实了其适用性和可行性。
【期刊名称】《港工技术》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P76-78)【关键词】内河航道;船行波浪;观测方法【作者】洪剑;江木春【作者单位】中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北武汉 430071;中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北武汉 430071【正文语种】中文【中图分类】U661.1长湖申线浙境段航道宽30.0～100 m，航道水深2.0～6.0 m左右，水深浅，而过往船只在繁忙季节日交通量上万只，现有的岸坡形式，为T型块石砌岸，大部分护岸破坏严重。
本航道工程设计要求对船行波浪进行观测，测出船行波的各要素，以便设计人员计算水动力对护岸作用和影响。
1 船行波的特性船行波即是因船舶航行而激起的波浪，其形成是由船体运动时对水的排挤，产生水质点运动的综合作用，其运动可视为二维简单推进波，由于水深不大，主要是以椭圆余弦波为主。
船行波的运动形态是一个复杂的过程，大体跟水深条件有关，在波长一半以上水深区，波浪运行是按规律的，当波浪到第一次“触底”的时候，这时的水深约为波长的一半，随着水深的减少，波长和波速逐渐减小，波高逐渐增大，到了波浪破碎区外不远处，波浪的波峰尖起，波谷变坦而宽，当深度减少到一定程度或到护岸时，波峰变得过分陡而不稳定，于是出现各种形式的波浪破碎。
海浪观测
7 8
将观测到的周期代入公式
(P130) 中，得
深水波的波长和波速 (或查“海洋水文 常用表”)。
若水深d＜/2时，则计算的波长、波速
必须进行浅水订正（公式 见P130）。
测波仪测波
光学式测波仪 加速度测波仪 水压式测波仪
声学式测波仪
通过测波仪观测其跳动幅度，测定波高和周期
测波仪
加速度测波仪
当浮标随波面做升沉运动时， 安装在浮标内的垂直加速度 计输出一反映波面升沉加速 度变化的电压信号。对该信 号做二次积分处理后，即可 得到与波面升沉高度变化成 比例变化的电压信号
测波仪
水压式测波仪
直接采用高精度高灵敏度压力传 感器，当仪器固定于水下某一点， 由压力传感器测得压力，海水密 度已知，这样即可求的压力传感 器以上水柱的高度的变化，即可 反映水表面变化，从而推得波浪 波高、周期，同时进行波流的测 量， 进而获得波向信息 仪器采样周期 0.25 ， 0.5 ， 1 ， 2 或 4s ，可获得大量波浪资料，并可 计算波浪谱
目测海浪
部分大波波高及周期观测
根据观测所得平均周期，计算100个波浪所需要的时 段，然后，在时段内，目测15个显著波(在观测的波 系中，较大的、发展完好的波浪)的波高及周期。取 其中10个较大的波高的平均值，作为1/10部分大波波 高H1/10值，查波级表(表7-3)得波级。从15个波高记录 中选取一个最大值作为最大波高Hm。填入表中
波面随时间变化曲线
从连续记录中量出波高，取所有波高的平均值称为平均波高 将海上固定点连续观测到的一系列波高或周期按大小次序排列并 加以统计整理，它们遵从一定的分布规律。总个数的 1/p个大波 波高的平均值称为1/p 部分大波的平均波高，简称1/p 部分大波波 高，记为H1/p。常用的为1/10和1/3部分大波波高（有效波高）
波浪计算高度范文
波浪计算高度范文波浪高度是指海洋表面起伏的差异高度，它是由海风、潮汐、地壳运动等因素引起的。
波浪高度的计算是海洋学和气象学的重要研究内容之一，它对于海上的航行、渔业、沿海工程等有着重要的影响。
波浪高度的计算是通过测量海洋波峰和波谷之间的最大差值来完成的。
这个过程涉及到一系列的测量和计算技术。
下面将介绍一些常用的方法来计算波浪高度。
1.雷达遥感技术：雷达可以通过向海洋发送微波信号并测量其回波来获取波浪高度数据。
通过分析回波的能量和时间来计算波浪高度，并通过其他参数校正和修正。
雷达遥感技术可以实时获取大范围海域的波浪高度数据，具有广泛的应用前景。
2.浮标测量：在海洋中放置浮标可以实时监测波浪高度。
浮标通过测量浮标与海平面之间的垂直位移来确定波浪高度。
浮标可以配备各种传感器来测量其他波浪参数，如波长、周期等。
3.潮汐测量：潮汐是海洋波浪形成的重要因素之一，它可以通过测量海洋水位的变化来计算。
根据潮汐数据和观测站的位置，可以通过数学模型来推导波浪高度。
4.数字波浪模型：通过数学模型来模拟和计算波浪高度。
这些模型基于海洋动力学和风力学原理，考虑了海水的运动、风力的作用和地形的影响等因素，通过求解模型方程可以得到波浪高度和其他波浪参数。
5.船舶测量：船舶上搭载的各种传感器可以实时测量波浪高度。
通过测量船体在波浪中的姿态变化，可以反推波浪高度和频谱。
以上是一些常见方法来计算波浪高度，实际测量中常常结合多种方法来获取更准确的数据。
随着测量技术和数值模型的不断进步，我们对于波浪高度和其他波浪参数的理解将会更加深入，为海洋工程和海上交通等领域的安全和可持续发展提供更有力的支持。
测量海洋浪高的方法-概述说明以及解释
测量海洋浪高的方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述海洋浪高是指海浪的高度，它是海洋波浪运动的重要参数之一，对海洋工程、航海、渔业等领域都有着重要的影响。
因此，准确地测量海洋浪高对于保障海洋活动的安全至关重要。
本文将就测量海洋浪高的方法进行深入探讨，包括传统的测量方法和现代的测量技术，并探讨其在实际应用中的意义和作用。
通过本文的研究，希望能够为海洋浪高的准确测量提供一定的参考，也为相关领域的研究和实践提供一定的指导。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的。
在概述中，我们将介绍海洋浪高对于海洋工程、气象预报等方面的重要性。
文章结构部分将简要介绍本文的整体结构，让读者可以清晰地了解整篇文章的内容安排。
在目的部分，我们将明确本文的写作目的，即介绍海洋浪高的测量方法及其应用。
正文部分将分为传统方法和现代技术两部分。
在传统方法中，我们将介绍一些传统的海洋浪高测量方法，比如利用标尺、浮标等。
而在现代技术部分，我们将介绍一些先进的测量设备和技术，比如激光雷达、卫星遥感等。
结论部分将包括总结、展望和结论三个部分。
在总结部分，我们将对前文所介绍的海洋浪高测量方法进行总结归纳。
在展望部分，我们将展望未来海洋浪高测量技术的发展方向和前景。
最后，在结论部分，我们将对整篇文章进行总结，强调海洋浪高测量对于海洋工程和气象预测等领域的重要性，并呼吁更多关注和投入。
1.3 目的文章的目的是介绍不同方法测量海洋浪高的原理和技术，以及这些方法在海洋测量和预测中的应用。
通过深入了解海洋浪高的测量方法，读者可以更好地理解海洋环境的动态变化，以及对海洋浪高数据的正确解读和运用。
另外，本文还旨在探讨现有方法的优缺点，展望未来可能的发展方向和新技术在海洋浪高测量中的应用前景。
通过本文的介绍和讨论，读者可以加深对海洋浪高测量的认识，并为相关领域的学术研究和工程实践提供参考。
波浪ppt课件
潮汐
潮汐对波浪的影响表现在潮汐 变化过程中产生的潮汐波。
地形
海岸线的地形地貌对波浪的传 播和变形具有重要影响，如海
湾、半岛、岛屿等。
03
波浪的观测与测量
波浪的观测
直接观测
通过肉眼或望远镜进行观测， 适用于近岸或浅水区域。
遥感技术
利用卫星或飞机搭载的传感器 进行观测，可以覆盖较大范围 。
自动观测仪器
波浪PPT课件
目 录
• 波浪的形成与分类 • 波浪的特征与影响因素 • 波浪的观测与测量 • 波浪对人类的影响 • 波浪的利用与防护 • 未来展望
01
波浪的形成与分类
波浪的形成
波浪的形成
波浪是由于风力、地心引力和其他因素共同作用在水面上形 成的波动现象。当风吹过水面时，水分子受到风的摩擦力而 产生波动，形成波浪。
06
未来展望
波浪研究的未来方向
深入研究波浪生成机制
波浪能利用技术革新
探索波浪生成的动力学过程，研究海洋环 流、气候变化等因素对波浪的影响。
发展高效、可靠的波浪能利用技术，提高 波浪能转换效率，降低成本。
波浪能与其他可再生能源的集成
波浪能利用的生态环境影响
研究波浪能与其他可再生能源（如风能、 太阳能）的互补性和集成潜力，实现多能 互补和优化利用。
海上运输
波浪对海上运输产生影响 ，可能导致货物损坏、船 舶延误等。
航道建设
为减小波浪对海上交通的 影响，可以建设人工航道 、疏浚航道等，提高航道 的通航能力。
波浪对海洋生态环境的影响
生态系统平衡
波浪对海洋生态环境产生影响，可能影响海洋生物的栖息和繁殖，进而影响整 个生态系统的平衡。
污染扩散
波浪观测——精选推荐
海浪观测风浪：由当地风引起且直到观测结束时仍处于风力作用下的海面波浪称为风浪。
它的成长决定于风速，风区和风时。
涌浪：风浪离开风的作用区域后，在风力甚小或无风水域中依靠惯性维持的波浪。
目测海浪:目测海浪时,观测员应站在船只迎风面，以离船身30米（或船长一半）以外的海面作为观测区域（同时还应环视广阔海面）来估计海浪的尺寸和判断海面外貌特征。
波向观测：测定波向时，观测员站在船只较高的位置，用罗经的方位仪，使其瞄准线平行于离船较远的波峰线，转动90度后，使其对着波浪的来向，读取罗经刻度盘上的度数，即为波向（用磁罗经测波向时，须经磁差校正）。
然后，根据方位度数换算表，将度数换成十六个方位。
当海面无浪或浪向不明时，波向计为C ，风浪和涌浪同时存在时，波向应分别观测。
观测员手持秒表,注意随海面浮动的某一标志物(当波长大于船长时应以船身为标志物)。
当一个显著的波的波峰经过此物时，按下秒表，当相邻的波峰再经过此物时，停止秒表，读取记录时间，即为这个波的周期。
平均周期观测：观测员手持秒表，当波峰经过海面上的某标志物或固定点时，开始计时，测量11个波峰相继经过此物的时间（波长大于船长时可以根据船的起伏进行测定）。
如此测量三次（两次测量间隔不得超过1分钟），然后将三次测量时间相加，并除以30，即得平均周期T 。
部分大波高及周期的观测：根据平均周期T ，计算100个波浪所需的时间T t ⨯=100，然后，在时间t 内，目测15~20个显著波（在观测的波系中，较大的，发展完好的波浪）的波高。
取其中10个较大的波高的均值，作为1/10部分大波高101H ，从15个波高中选取最大值作为最大波高m H 。
1/3部分大波高即有效波高，则在时间t 内，目测40~50个显著波的波高。
取其中33个较大的波高的均值，即为31H 。
1/p 部分大波高的计算：在海上固定点连续观测到一系列的波高和周期，将观测值降序排列，取前总数的1/p 个大波高的均值即为1/p 部分大波高，记为pH 1。
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光学式测波仪电阻和电容测波仪浮标观测
SBF3-1型波浪浮标遥测系统
•是一种无人值守的，可用于近海波高、波向和水温监测的小型浮标测量系统。
•该类型浮标主要用于沿岸海洋环境监测台站中对常规波浪观测工作和近海海洋环境工程的监测工作中，同时也可在海洋调查船上随船使用。
产品特点：
•模块化设计，系统易于维护；
•通信方式灵活，VHF或CDMA/GPRS三种通信方式可选；
•具有移位及时报警功能，安全性好；
•连续工作时间长，电池可重复利用并可快速充电。
主要技术指标：
波高
➢波高测量范围：0.2m～25m；
➢测量准确度：±(0.1+ 5％H)，H为实测波高值；
波周期
➢波周期测量范围：2s～30s；
➢测量准确度：±0.25s；
波向
➢波向测量范围：0°～360°；
➢测量准确度：±10°（以室内标定为准）；
水温
➢测量范围：-5℃～+35℃；
➢测量准确度：±0.1℃；。