6第六章 海浪
海底两万里中每章的海底世界的描写
海底两万里中每章的海底世界的描写《海底两万里》是法国作家儒勒·凡尔纳的经典科幻小说，讲述了博物学家阿龙纳斯、其仆人康塞尔和鱼叉手尼德·兰与神秘潜艇船长尼摩一起在海底两万里旅行的故事。
以下是书中每章对海底世界的精彩描写。
第一章：神秘的海怪在第一章中，作者描绘了海洋深处的神秘氛围：“海水像一面巨大的黑布，遮挡了他们的视线。
在这片黑暗中，只见一束微弱的光线在海底闪烁，仿佛是黑暗中的指引之光。
”第二章：海浪的俘虏本章描述了主人公们首次进入海底世界时的情景：“海底的景象令人叹为观止。
巨大的珊瑚树，宛如仙境中的奇花异草，色彩斑斓。
成群结队的鱼儿在珊瑚丛中穿梭，犹如飘舞的彩带。
”第三章：潜艇的秘密本章中对海底火山喷发的描写生动形象：“海底火山喷发时，岩浆如泼洒的火焰，瞬间照亮了周围的海水。
滚烫的岩浆与冰冷的海水相遇，产生了巨大的烟雾，使海底世界变得扑朔迷离。
”第四章：红海之旅本章描述了红海中独特的海底生物：“红海的海底世界充满了异域风情。
五颜六色的鱼儿，有的形状奇特，有的华丽无比。
巨大的海龟悠然地游弋，海马在珊瑚丛中穿梭，犹如仙境中的精灵。
”第五章：地中海的明珠本章对地中海海底的描绘充满诗意：“地中海的海底宛如一幅美丽的画卷。
清澈的海水中，五彩斑斓的鱼儿在阳光的照耀下翩翩起舞。
海底的沙滩上，洁白的贝壳闪闪发光，如梦如幻。
”第六章：海底的矿藏本章描述了海底的矿藏：“海底的岩石中，蕴藏着丰富的矿藏。
金、银、铜、铁等金属熠熠生辉，仿佛海底的宝藏等待着勇敢者的探索。
”第七章：大西洋的鲸鱼本章对大西洋海底的鲸鱼进行了生动描绘：“巨大的鲸鱼在海底游弋，它们的身躯如同一座移动的山峰。
它们从水中跃起，又重重地落回水中，激起巨大的浪花。
”第八章：南极的冰山本章描述了南极海底的冰山：“冰山犹如巨兽，矗立在海底。
周围的海水被冰山映照得晶莹剔透，仿佛一个冰雪世界。
”第九章：海底的火山本章对海底火山的描绘紧张刺激：“海底火山喷发时，强烈的震动传遍整个海底。
《海浪》语文教学教案
《海浪》语文教学教案第一章：教学目标1.1 知识与技能让学生了解和掌握关于海浪的常识，包括海浪的形成、分类、特点等。
1.2 过程与方法通过阅读、讨论、观察等方法，提高学生对海浪的认知和理解。
1.3 情感态度与价值观培养学生对大自然的热爱和敬畏之情，增强环保意识。
第二章：教学内容2.1 课文引入让学生观察图片，引导他们描述海浪的景象，激发学生对海浪的兴趣。
2.2 课文阅读让学生阅读《海浪》一文，了解海浪的形成、分类、特点等知识。
2.3 讨论与思考引导学生分组讨论海浪对人类生活的影响，包括渔业、旅游业等。
第三章：教学过程3.1 课堂导入教师通过展示海浪的图片，引导学生描述海浪的景象，引出本课主题。
3.2 课文讲解教师详细讲解课文《海浪》，引导学生了解海浪的形成、分类、特点等知识。
3.3 小组讨论学生分组讨论海浪对人类生活的影响，教师巡回指导。
第四章：作业布置4.1 课后作业4.2 课外拓展鼓励学生观察生活中的海浪，拍摄照片或视频，下节课分享。
第五章：教学评价5.1 课堂表现评价学生在课堂上的参与程度、发言积极性等。
5.2 作业完成情况评价学生课后作业的质量，包括内容完整性、观点明确性等。
5.3 课外拓展评价学生课外拓展活动的参与度，以及观察到的海浪现象的描述准确性。
第六章：教学资源6.1 课文文本提供《海浪》的文本材料，确保文本的真实性和准确性。
6.2 图片和视频收集海浪的图片和视频资料，用于课堂导入和讨论环节。
6.3 科普读物推荐一些关于海洋生态和海浪的科普读物，供学生课后阅读拓展。
第七章：教学方法7.1 讲授法教师通过讲解，传授海浪的形成、分类、特点等知识。
7.2 讨论法引导学生分组讨论，增强学生之间的互动和合作。
7.3 观察法学生观察生活中的海浪，通过亲身体验来加深对海浪的理解。
第八章：教学步骤8.1 课堂导入利用图片和视频资料，引导学生关注海浪，激发学习兴趣。
8.2 课文阅读与讲解学生阅读课文《海浪》，教师讲解课文内容，解答学生疑问。
近岸波及其特点
• 3、波浪破碎的形态 • 取决于深水中的波陡和近岸水底坡度
4、破碎波高和破碎水深的计算
工程水文 第六章 海浪
四、波浪在水流作用下的变形
工程水文 第六章 海浪
工程水文 第六章 海浪
近岸波及其特点
21414114孙德平
工程水文 第六章 海浪
确定近岸波浪要素
• • • • • • • 水深变浅引起的波浪变形 等深线分布不规则引起的波浪折射 障碍物引起的波浪绕射 较强水流（包括海流）引起的波浪变形 近岸浅水的波浪破碎 缓坡底床摩擦的影响 忽略近岸海面上风的影响（涌浪）
工程水文 第六章 海浪
一、水深变浅引起的波浪变形
• 0、分析方法
线性波浪理 论 非线性波浪 理论
规则波计工程水文 第六章 海浪
工程水文 第六章 海浪
工程水文 第六章 海浪
工程水文 第六章 海浪
二、波浪折射、绕射与反射
工程水文 第六章 海浪
工程水文 第六章 海浪
工程水文 第六章 海浪
三、波浪破碎
工程水文 第六章 海浪
• 1、波浪破碎机理 （1）波浪进入浅水后，波长渐短，波高开始 时也略减小，但随后迅速增大，因此当波浪 传播到一定浅水后，波陡(H/L)迅速增大，因 此当波陡达到极限时（理论极限1/7），波浪 失稳而破碎 （2）波谷处水深较波峰处小，受海底摩擦影 响大，因而波谷传播速度比波峰小，波峰逐 渐向前追赶波谷，波形扭曲前倾，前坡变陡 导致波浪破碎
第6章海洋中的波动现象
温岭市石塘镇沿海海 浪高达十几米，巨浪 扑打大桥
东海18号浮标记录到的“桑美”台风浪过程（2006年8月8日～10）及其造成福建沙埕港重大损失
新能源的海浪- 海浪动能转换成电能
1964年，日本研制成了世界上第一个海浪发电装置—航标灯（电能只 有60瓦），开创了人类利用海浪电能的新纪元。 1985年，挪威在托夫特斯塔林建造了500千瓦的海浪电站。 1992年，英国建成了一座发电能力为75千瓦的海浪发电站。 联合国在1992年把海浪发电列在开发海洋可再生能源的首位 2008年，葡萄牙投入运转的“海蛇”海浪发电厂是世界上第一个商业
（6―3）
自由表面（z=0）上，水质点的速度分量为：
u ack sin(kx t ) w ack cos(kx t )
小振幅重力波的运动速度分量为：
u ack exp(kz0 ) sin(kx0 t ) w ack exp(kz0 ) cos(kx0 t )
T
相速为：
k
对于深水波（h/λ ≥0.5）而言，水质点
在x轴和y轴方向的速度分别为： 分析式（6—3）： 水质点在水平方向和 铅直方向的速度分量 都是周期变化的。并 随深度-z的增加而呈 指数减小。
u ack exp(kz) sin(kx t ) w ack exp(kz) cos(kx t )
k k' ' k k' ' x t ] sin[ x t] 2 2 2 2
振幅： A 2a cos[ k k ' x ' t ]
2 波速: c ' k k' k
2
结论：
小学三年级语文《海浪》原文、教案及教学反思
【导语】语⽂课⼀般被认为是语⾔和⽂化的综合科。
语⾔和⽂章、语⾔知识和⽂化知识的简约式统称等都离不开它。
也可以说，语⽂是运⽤语⾔规律与特定语⾔词汇所形成的书⾯的或⼝语的⾔语作品及这个形成过程的总和。
以下是整理的⼩学三年级语⽂《海浪》原⽂、教案及教学反思相关资料，希望帮助到您。
1.⼩学三年级语⽂《海浪》原⽂ 爸爸，把海浪 装进他的 录⾳机。
妈妈，把海浪 曝光在 软⽚⾥。
我呢？ 我让奔腾的浪花 钻进我 黝⿊的⾝体。
于是—— 我有了 ⿎起的肌⾁， 深沉的呼吸。
还有着 坚毅的⽬光 和⽆穷⽆尽的 精⼒！2.⼩学三年级语⽂《海浪》教案 第⼀课时 ⼀、谈话引⼊，揭⽰课题。
1、同学们，你们都谁去过⼤海边？ 2、⼤海给你留下了怎样的印象。
过渡：有⼀个⼩朋友，他把他印象中的⼤海，化成了⽂字，还被选⼊我们的课本中。
今天我们⼀同来学习《海浪》板书课题。
⼆、初读课⽂，解决⽣字的读⾳。
1、教师范读课⽂。
（⽬的） 要求：听准字⾳，观察这⾸诗歌与我们平时接触过的诗歌在构成上有什么不同。
（阶梯式） 2、学⽣⾃⼰读诗歌，读准字⾳。
3、检查⽣字的读⾳。
需要检查字⾳的词语：录⾳机奔腾坚毅⽆穷⽆尽 需要读好字⾳的词语：曝光黝⿊ 需要积累的词语：肌⾁深沉⿎起呼吸精⼒ 曝：pu（书）晒：⼀暴⼗寒bao通“暴”曝光即暴光。
4、把课⽂读准确。
5、质疑问难。
6、指导书写⽣字。
录：（上下结构，部⾸：倒⼭）上⾯的长横要出头，下⾯是⽔的变形。
奔：（上下结构，部⾸：⼤）⼤字要写得⼤⼀些，盖住下⾯的部分。
⿎：（部⾸：⽀）右半部分是⽀，上⾯不是“⽁”（po）的上半部分。
7、重点指导“奔”“⿎”的书写。
提醒“呼”的⼝字在横中线上。
三、作业。
1、课⽂熟读。
2、书写⽣字。
3、不懂的词语查字典。
第⼆课时 ⼀、复习 1、词语读准确。
2、简单回忆课⽂讲了什么内容？ ⼆、读⽂，理解句⼦。
1、诗歌中共有三个⼈，他们分别怎样做的。
第六章海洋中的波动现象
第六章海洋中的波动现象第六章：海洋中的波动现象⼀、波浪的分类：1、按相对⽔深（⽔深与波长之⽐，即h/λ）：深⽔波（短波）、浅⽔波（长波）2、按波形的传播与否：前进波、驻波3、按波动发⽣的位置：表⾯波、内波（边缘波）4、按成因：风浪、涌浪、地震波⼆、⼩振幅重⼒波⼩振幅重⼒波，亦称正弦波，是⼀种简单波动。
波动振幅相对波长为⽆限⼩，重⼒是其唯⼀外⼒的简单海⾯波动。
（⼀）波形传播与⽔质点的运动波形向前传播完全是由⽔质点的运动产⽣的，但⼆者不是⼀回事，只是波形向前传播，⽔质点并不随着波形前进。
1、若⽔深⼤于波长的⼀半时（h/λ≥0.5）----深⽔波、短波对于短波，⽔质点的运动轨迹是⼀个圆，半径为，轨迹半径随深度的增加迅速减⼩，在表⾯，其半径为a；⽔质点在波峰处具有正的最⼤⽔平速度，在波⾕处具有负的最⼤⽔平速度，在⽔⾯上⽔平速度为0；⽔⾯以上⽔平速度为正，⽔⾯以下⽔平速度为负。
波峰波⾕处铅直速度为0，⽔⾯上铅直速度最⼤；⽽且波峰前部为正（向上），波峰后部为负（向下）。
2、⽔深h相对于波长λ很⼩时（h<λ/20）的波动称为浅⽔波或长波长波中⽔质点的运动轨迹为椭圆；⽔质点的运动半径（振幅）a 随深度⽽减⼩。
⽆论长波还是短波，尽管它们的⽔质点运动轨迹不同，但是随深度（-z）的增⼤，它们的波长λ是不变的，即在⾃由⽔⾯的波长多⼤，随深度增⼤直⾄波动消失处的波长仍然不变。
（⼆）波动公式与波动能量1、波速与波长的关系：⼩振幅重⼒波的⼀般关系式对于深⽔波⽽⾔，h/λ≥1/2可见波速与⽔深⽆关，只与波长有关对于浅⽔波⽽⾔可见波速与波长⽆关，只与⽔深有关2、波动能量在⼀个波长内，总能量为，其中，动能与势能相等（三）弦波的叠加1、驻波：两列振幅、波长、周期相等，但传播⽅向相反的正弦波。
随着时间的变化，在时，波⾯具有最⼤的铅直升降，其值为2a，即合成前振幅的2倍，这些点称为波腹。
在处，波⾯始终⽆升降，这些点称为波节。
在波节与波腹之间的波⾯升降幅度均在0~2a之间。
6.6_波浪的浅水变形：水深变浅引起的波浪变形
6.8 波浪浅水变形
波浪的浅水变形
前面推出的波浪要素，是深水波要素，或离港址仍有一段距离 的测波浮筒所在水深处的波浪要素。以此作为原始波，继续向 港址传播，进入浅水区后将发生显著变化，考虑这种变化的计 算，通常称为波浪的浅水变形计算。
6.8 波浪浅水变形
引起波浪浅水变形的因素
1、水深变浅引起的浅水变形； 2、等深线分布不规则导致的波浪折射（大部计算时考虑底摩 阻）； 3、障碍物引起的波浪绕射； 4、较强水流引起的波浪变形； 5、近岸浅水的波浪破碎等；
研究假设
1、各种因素的影响用系数表示，线性相乘得到综合结果； 2、涌浪、规则波 3、海床不透水，忽略渗透作用 4、线性波理论
6.8 波浪浅水变形
一、水深变浅引起的波浪变形
波浪正向从深水区传入浅水 区（d/L0<1/2），周期不变。 （1）波长减小，波速减小
6.8 波浪浅水变形
一、水深变浅引起பைடு நூலகம்波浪变形
6.8 波浪浅水变形
一、水深变浅引起的波浪变形
（2）波高先略减小，然后逐渐增大
浅水系数：Ks
（2）波高变化 根据波能流守恒：
其中：
单位面积水柱的波动能量： 波能传逑率： 波向线间隔：
浅水系数
6.8 波浪浅水变形
一、水深变浅引起的波浪变形
（2）波高变化
浅水区初期：波高略有减小 d/L0<0.163：波高逐渐增大，直至波陡 过大而破碎
两种浅水系数计算方法： ①查图/表； ②迭代计算得到浅水波长L，直接带入公 式计算
《工程水文学》精品课程
《工程水文学》
Engineering Hydrology
冯卫兵 冯曦 谭亚 倪兴也等
港口海岸与近海工程学院
海洋中的波动现象-海浪
6.2.1波浪运动的形式 Progressive wave
进行波 Progressive wave
进行波：波形会向外传播 (e.g., 风浪).
驻波：波形不向外传播，但是 会在某一节点上上下运动. 波节 ：不产生运动的 点，无垂直位移. 波腹 ：具有最大垂直 位移的点
驻波 Standing wave
6.2.2波形传播与水质点的运动
6.2.2波形传播与水质点的运动
每个水质点都在 做同样的圆周运 动，那么每个水 质点的运动情况 有何不同？
沿波向，相邻水质点的运动半径和角速度都相同，只是后一个水质点 比前一个启动要慢一段时间。这样，在同一时刻，水质点位于不同的 位相上，这些水质点的连线就构成一定的波形，经过某一时刻后，每 个水质点都在自己的轨道上移动相等的一段弧。把这些不同位相的水 质点再连接起来，仍保持一定波形。
6.3.3.1 涌浪在传播过程中的特点
① 波高H逐渐降低
能量是与H2成正比的
涌浪传递传递过程能 量是衰减的
弥散 角散
Deep-water wave transformations
6.3.3.1 涌浪在传播过程中的特点
② 波长、周期逐渐变大，波速变快-P185
由于弥散, 波速快、波长大的跑在前面, 因此, 传播距离越远, 波长大、周期长的涌 浪越占优势地位。波高变得更小, 在海上 难以看到它。
波浪成因：
风 火山、地震 大气压力的变化 日、月引潮力
毛细波
成因 风
风暴 地震、风暴 日、月引潮力
波浪类型 碎浪 涌
荡漾、海啸 潮汐
周期
1~30 s 30s ~ 5 min
min ~hr 12 ～24 h
三、波浪的分类 3
6.4_海浪要素的统计规律
6.4 海浪要素统计规律
固定点波高和周期的统计分布
用连续自动记录的遥测重力测波仪进行波浪观测，可以 记录到海面上某固定点波面随时间变化的过程线。
上跨零点： 波浪自下而上跨过横轴的交 点叫做上跨零点。
不规则波波浪要素定义
下跨零点： 波浪自上而下跨过横轴的交 点叫做下跨零点。
6.4 海浪要素统计规律
6.4 海浪要素统计规律
固定点波高和周期的理论分布函数
累积频率函数
F
(H
)
=
H
f
(H
) dH
=
exp
−
4
H H
2
工程设计中需要的往往是对应于指定累积频率F的波 高，将上式改写为
HF
/
H
=
4
ln
1 F
1/ 2
HF ——累积率波高
◆ 最大波高超过10m与平均周期10s以上的大浪多出现在开 敞的东海。
极值：1986年8月27日海洋遥测浮标测得我国近海大波高 达18.2m，浙江嵊泗海洋站也曾观测到最大波高17m和周期 19.8s的大浪。
稳定性
5
胸墙或堤顶方块
强度和稳定性
1
护面块石或块体
稳定性
13
护底块石
稳定性
13
6.4 海浪要素统计规律
我国海港工程设计波浪的波列累积频率标准
◆ 不同类型的建筑物及其不同部位的结构物对于波浪的反 应是不同的。
◆ 直墙式和墩柱式建筑物对波浪的反应较敏感，标准要高 些，应采用较小的波高累积频率值。
◆ 斜坡式建筑，经验表明破坏是逐步造成的，个别大波造 成局部损坏并不起决定性作用，不影响整体稳定性，而 且局部损坏也较容易修复，所以可采用较大的波高累积 频率值，即标准可以低一些。
海洋科学导论 第六章：海洋中的波动现象
海水运动形成的内浪
Internal waves forming as seawater moves through the Strait of Gibraltar into the
Mediterranean Sea
第六章：海洋中的波动现象
6.3 .6 孤立波
浅海中存在的波形在传播过程中保持不变的非周期性波动 的波，称为孤立波。
其波面全部位于静水面以上（或以下）。如近海潮波侵入 河口后具有类似孤立波的性质。
海洋科学导论 6.3 .6 孤立波
第六章：海洋中的波动现象
§ 6.3 有限振幅波动
第六章：海洋中的波动现象
海洋科学导论
§ 6.4 海洋内波
第六章：海洋中的波动现象
海洋科学导论
§ 6.4 海洋内波
海洋内波存在的前提
是发生在密度稳定层化的海水内部的 一种波动
最大振幅出现在海洋内部
波动频率介于惯性频率和浮性频率之间 1752年
其恢复力在频率较高时主要是重力与浮力的合力（称为约 化重力或弱化重力），当频率低至接近惯性频率时主要是 地转科 氏惯性力，所有内波也称为内重力波或内惯性—重 力波。
海洋科学导论
第六章：海洋中的波动现象
主 要 内 容 ： 2学时
1 . 概述 2 . 小振幅重力波 3 . 有限振幅波动 4 . 海洋内波 5 . 开尔文波与罗斯贝波 6 . 风浪和涌浪
海浪怎么产生？
无风不起浪----风浪：一直处在风作用下的海浪 无风三尺浪----涌浪：风停止、减弱、转向时的海浪
海浪是由风引起的表面重力波
内波的发现——“死水现象”
第六章 海洋中的波动现象汇总
• 6.2.2波动公式与波动能量 • 一、波速、波长与周期公式 • 可见对深水波而言，其波速与水深无关， 仅与波长有关，对长波而言则与波长无关 而只与水深h有关。 • 当相对水深h/λ界于1/2与1/20之间时，则 必须考虑浅水订正项tanh(kh)。图6—4给出 了不同波长的波速随水深h的变化情况。
• 6.1.2海洋中的波浪 • 海洋中的波浪有很多种类，引起的原因也各不相同。 • 海面上的风应力，海底及海岸附近的火山、地震，大气压 力的变化，日、月引潮力等。被激发的周期可从零点几秒 到数十小时以上，波高从几毫米到几十米，波长可以从几 毫米到几千千米。 • 波动的周期和相对能量的关系如图6-2所示。 • 从1～30s的波浪所占能量最大：风引起 • 长周期重力波：从30s至5min，多以长涌或先行涌的形式 存在，由风暴系统引起的。从5min到数小时的长周期波主 要由地震、风暴等产生。 • 周期12～24h的波动，主要是由日、月引潮力产生的潮波。 • •6.4.1界面内波
内波的一种最简单的形式是发生在两层密度不同的海水 界面处的波动，称为界面内波。实际海洋中密度是连续变 化的，但可近似地把海洋中强跃层处的波动视为界面内波， 它能解释很多内波现象。 • 一、界面短波 • 二、界面长波 • 表面波和界面内波公式之区别仅为后者含有系数[(ρ2ρ1)/(ρ2+ρ1)]1/2。在海洋中两层流体的密度相差是很小的， 因此该系数也很小，即使在温跃层处也不大，约为1/20。 可见具有相同波长的界面波与表面波之速度比约为1/20， 即界面波的传播速度比表面波慢得多。 •
由于组成波的传播方向不同因此不同组成波的能量以s或f来描述有时称其为方向海浪谱的具体表达形式不少它们多是半理论半经验的是借助于各种观测方法获得的海面起伏资料经过谱分析后所得到的一些s随的分布曲线然后对这些曲线进行拟合而给出数学表达式
第六章 海洋环境载荷
第六章海洋环境及环境载荷§6-1风和风载一、风的概念风是由于气压在水平方向上分布的不均匀性而产生的空气自高压区向低压区的运动。
风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面……。
现在，人们感兴趣的，首先是如何利用风来发电。
利用风力发电的尝试，早在本世纪初就已经开始了。
三十年代，丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。
这种小型风力发电机，广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用，它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。
不过，当时的发电量较低，大都在5千瓦以下。
目前，据了解，国外已生产出15，40，45，100，225千瓦的风力发电机了。
1978年1月，美国在新墨西哥州的克莱顿镇建成的200千瓦风力发电机，其叶片直径为38米，发电量足够60户居民用电。
而1978年初夏，在丹麦日德兰半岛西海岸投入运行的风力发电装置，其发电量则达2000千瓦，风车高57米，所发电量的75%送入电网，其余供给附近的一所学校用。
1979年上半年，美国在北卡罗来纳州的蓝岭山，又建成了一座世界上最大的发电用的风车。
这个风车有十层楼高，风车钢叶片的直径60米；叶片安装在一个塔型建筑物上，因此风车可自由转动并从任何一个方向获得电力；风力时速在38公里以上时，发电能力也可达2000千瓦。
由于这个丘陵地区的平均风力时速只有29公里，因此风车不能全部运动。
据估计，即使全年只有一半时间运转，它就能够满足北卡罗来纳州七个县1%到2%的用电需要。
多大的风力才可以发电呢?一般说来，3级风就有利用的价值。
但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。
据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速每秒为9.5米时，机组的输出功率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38千瓦；风速每秒为6米时，只有16千瓦；而风速为每秒5米时，仅为9.5千瓦。
可见风力愈大，经济效益也愈大。
在我国，现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。
海底两万里读书笔记第六章
海底两万里读书笔记第六章在《海底两万里》的第六章中，我仿佛跟着阿龙纳斯教授、康塞尔和尼德·兰一起，真正地进入了那个神秘而又令人惊叹的海底世界。
这一章开篇，就把我们带入了一片紧张刺激的情境之中。
“林肯号”企图捕获那神秘的“怪物”，但始终未能如愿。
这让船上的人们愈发焦躁，而我作为读者，心也被紧紧地揪了起来。
在描述“林肯号”的航行过程中，作者的细节描写简直让我身临其境。
我仿佛能感受到海风的吹拂，听到海浪拍打船舷的声音。
船上的每一个角落，每一个船员的表情和动作，都仿佛在我眼前清晰呈现。
阿龙纳斯教授对于海洋生物的观察和思考，让我不禁佩服他的博学和敏锐。
他对于那些在海面上出现的生物，都能准确地辨认和分析。
这让我想到，我们在日常生活中，是不是也应该多一些这样的观察和思考，而不是匆匆忙忙地走过，忽略了身边那些细微而又有趣的事物。
康塞尔，那个忠实的仆人，总是默默地陪伴在阿龙纳斯教授身边。
他的沉稳和冷静，在这紧张的氛围中显得尤为可贵。
当大家都因为长时间的追寻而感到疲惫和沮丧时，他依然保持着那份坚定。
尼德·兰，这个急性子的捕鲸手，他的冲动和直率为整个故事增添了不少趣味。
他总是迫不及待地想要采取行动，恨不得立刻就把那神秘的“怪物”拿下。
说到这神秘的“怪物”，书中对于它出现时的描写，简直太精彩了！那突然掀起的巨大海浪，那一闪而过的黑影，让所有人的心都提到了嗓子眼。
我读的时候，眼睛都不敢眨一下，生怕错过了什么关键的细节。
当“林肯号”与“怪物”终于正面交锋的时候，我的心都快跳出来了。
那种紧张的气氛，真的是让人喘不过气来。
船只的剧烈摇晃，人们的惊呼，还有那未知的恐惧，全都交织在一起。
这一章里，让我印象特别深刻的是阿龙纳斯教授对于海洋的热爱和敬畏之情。
他在面对这未知的“怪物”时，不是单纯的恐惧，更多的是一种想要探索和了解的渴望。
这种对于未知世界的好奇心，真的太值得我们学习了。
回想起自己曾经在海边的经历，虽然没有像阿龙纳斯教授他们这样惊心动魄，但每次看到那无边无际的大海，心中也总是充满了感慨。
6.1_海浪要素和分类
L=gT 2 / 2
浅水波的波速、波长和周期关系
C= gL tanh 2 d
2
L
或 L gT 2 tanh 2 d
2
L
d ——水深
2 d / L ——浅水因子
6.1 海浪要素和分类
海浪分类
7. 振荡波和推移波 根据水质点运动轨迹分类 振荡波：在一个波周期内，水质点运动的轨迹是封闭的 或接近于封闭，即水质点仅在原地作振荡运动。
6.1 海浪要素和分类
海浪要素
海浪是海水运动形式之一，它的产生是外力、重力不海 水表面张力共同作用的结果。外力包括风、大气压力的变 化、天体的引潮力、海底地震以及人为引起的船体运动等。
基于周期的海浪分类
6.1 海浪要素和分类
海浪要素
本章主要讨论由风引起的重力波，包括风浪、涊浪和 近岸波浪。
风浪：主要指在风的作用下产生的波浪。 涊浪：风停止、转向或者离开风区传播至无风水域的
驻波动画
6.1 海浪要素和分类
海浪分类
6. 深水前进波和浅水前进波
在水深大于半波长的水域中 传播的波浪称为深水前进波， 丌受海底影响，水质点运动轨 迹接近于圆。
深水波传至水深小于半波长 的水域时，称为浅水前进波，水 质点运动轨迹接近于椭圆。
丌同水深下水质点运动轨迹
6.1 海浪要素和分类
海浪分类
6. 深水前进波和浅水前进波 深水波的波速、波长和周期关系
短峰波：在大风作用下，波峰难以辨别，波峰和波谷如棋盘 般交替出现。风浪通常为短峰波。
6.1 海浪要素和分类
海浪分类
5. 前进波和驻波 前进波是海面上形成的波峰线向前或向岸传播的波浪。 驻波是波形丌向前传播，波峰和波谷在原地作周期性
《水灾害学》第六章 风暴潮与灾害性海浪
2
目录
一、风暴潮与灾害性海浪的危害 二、风暴潮与灾害性海浪的成因 三、中国主要海洋灾害的时空格局 四、风暴潮预报 五、海浪预报 六、风暴潮及灾害性海浪防治措施
3
一、风暴潮与灾害性海浪的危害
1.风暴潮 1.1风暴潮的概念
风暴潮指由强烈大气扰动，(如热带气旋（台风、 飓风）、温带气旋（寒流）等)引起的海面异常升 高或降低，使受影响海区的潮位大大超过平常潮位 的现象。
30
3.4中国海冰灾害的时空格局
118°
1－轻冰年 2－偏轻年 3－常冰年 4－偏重年 5－重冰年
40°
119°
120°
121°
122°
1 3
4
5
124°E
1 2 3 4 5
38°
4 3 2 1
37°
渤海海冰各种冰情年的冰情状况
31
3.4中国海冰灾害的时空格局
渤海常冰年年份冰厚分布图
32
3.4中国海冰灾害的时空格局
渤海和黄海北部各海区的初冰日、终冰日及冰期
33
3.5中国海啸灾害的时空格局
中国海啸 目录表 （海啸等 级及信度 采用渡边 伟夫海啸 级表及海 啸信度等 级表）
34
四、风暴潮预报
1.风暴潮预报进展
国外情况 目前，国外开展风暴潮观测、研究和预报工作 的国家主要有美、英、德、法、荷兰、比利时、 俄罗斯、日本、泰国和菲律宾等。 发达国家主要采用先进技术装备实现了预警系 统自动化、现代化，能对风暴潮做到高速、实时、 优质的监测、通讯、预警。
1979年11月，我国的“渤海2号”钻井船受寒潮浪 袭击而沉没；
14
一、风暴潮与灾害性海浪的危害
聆听海浪的温柔呼唤
聆听海浪的温柔呼唤我爱大海，爱那一望无际的蔚蓝，爱那悠长的海滩，爱那浩渺的波涛。
每当我疲惫不堪，烦闷郁闷时，我总会选择走向大海，去聆听海浪的温柔呼唤。
第一章：大海的诱惑大海，如同一块宝石般散发着瑰丽的光芒。
当我静静地站在岸边，望着远处波涌的浪花，感受那海风的清新，内心不禁燃起一股向往的渴望。
我想穿行在海浪之间，踏浪而行，聆听大自然最原始的声音。
第二章：海浪的呼唤海浪，是大海的使者，也是大海与我们沟通的媒介。
每一次拨开蔚蓝的海面，踏入浩渺的波涛中，我仿佛听见海浪轻轻地呼唤着我。
那声音不大却深情，仿佛是在告诉我，远离喧嚣，沉浸在大海的怀抱中，会让一切烦恼与压力烟消云散。
第三章：海浪的音乐当我置身于海滩，静候着大海的回音时，我能够听到一种独特而悠扬的音乐。
每一次波浪拍打在沙滩上，都发出一种奇妙的旋律。
这旋律时而激越，时而柔和，仿佛一首无言的歌曲，引诱着我去品味大海与大自然赋予我的美妙。
第四章：海浪的力量海浪，虽然温柔，但也蕴含着巨大的力量。
当巨浪从远处奔袭而来，迫使我奋力游离时，我才真切地感受到海浪的雄浑与威力。
面对这股汹涌而来的力量，我倍感渺小，同时也学会尊重与敬畏大自然。
第五章：海浪的包容大海是宽容的，对于人类的好奇与求知，它从来没有停止过滋养。
人类可以尽情地探索，从大海中发现新的世界，发现新的生物。
大海无私地奉献出属于它的一切，让我们感受到它的无尽包容与慷慨。
第六章：听海浪的心灵之歌当我躺在沙滩上，用手捧住耳朵，专心聆听大海的声音时，我感觉到自己放松下来，内心的烦恼和忧虑渐渐消散。
每一个海浪拍打在岸边的声音仿佛是大海的心灵之歌，与我的心灵奏出和谐而美妙的交响曲。
这种与大海的沟通让我更加融入自然，更加深刻地领悟到生命的意义。
结尾：大海是一本永远无法读完的书，海浪是一首永远无法停止的歌。
在聆听海浪的温柔呼唤中，我发现了自己最真实的一面。
无论我走到哪里，我都会牢记这份与大海的情感交流，与海浪的心灵对话，这将成为我心中最温柔的呼唤。
第六章海洋中的波动现象
第六章：海洋中的波动现象一、波浪的分类：1、按相对水深（水深与波长之比，即h/λ）：深水波（短波）、浅水波（长波）2、按波形的传播与否：前进波、驻波3、按波动发生的位置：表面波、内波（边缘波）4、按成因：风浪、涌浪、地震波二、小振幅重力波小振幅重力波，亦称正弦波，是一种简单波动。
波动振幅相对波长为无限小，重力是其唯一外力的简单海面波动。
（一）波形传播与水质点的运动波形向前传播完全是由水质点的运动产生的，但二者不是一回事，只是波形向前传播，水质点并不随着波形前进。
1、若水深大于波长的一半时（h/λ≥0.5）----深水波、短波对于短波，水质点的运动轨迹是一个圆，半径为，轨迹半径随深度的增加迅速减小，在表面，其半径为a；水质点在波峰处具有正的最大水平速度，在波谷处具有负的最大水平速度，在水面上水平速度为0；水面以上水平速度为正，水面以下水平速度为负。
波峰波谷处铅直速度为0，水面上铅直速度最大；而且波峰前部为正（向上），波峰后部为负（向下）。
2、水深h相对于波长λ很小时（h<λ/20）的波动称为浅水波或长波长波中水质点的运动轨迹为椭圆；水质点的运动半径（振幅）a 随深度而减小。
无论长波还是短波，尽管它们的水质点运动轨迹不同，但是随深度（-z）的增大，它们的波长λ是不变的，即在自由水面的波长多大，随深度增大直至波动消失处的波长仍然不变。
（二）波动公式与波动能量1、波速与波长的关系：小振幅重力波的一般关系式对于深水波而言，h/λ≥1/2可见波速与水深无关，只与波长有关对于浅水波而言可见波速与波长无关，只与水深有关2、波动能量在一个波长内，总能量为，其中，动能与势能相等（三）弦波的叠加1、驻波：两列振幅、波长、周期相等，但传播方向相反的正弦波。
随着时间的变化，在时，波面具有最大的铅直升降，其值为2a，即合成前振幅的2倍，这些点称为波腹。
在处，波面始终无升降，这些点称为波节。
在波节与波腹之间的波面升降幅度均在0~2a之间。
6.5_海浪谱基础知识
方向谱函数=频率谱函数×方向分布函数
1.5 海浪谱的基础知识
谱与海浪要素的关系
波谱零阶矩：
m0 0Sd Sd
0
0
已知某一经验谱，计算出谱曲线 不轴包围的面积m0 以及
m1,m2，就可求得各特征波高及特征周期。
H 2.506 m0
波浪内部能量结构
=2 f
S f =2 S S =S f /2
1.5 海浪谱的基础知识
海浪谱形式举例
一般形式： 式中：
S
A
p
exp
B
q
A、B ——包含风要素（风速、风时、风距）
或波要素（波高、周期）的参量；
p、q ——指数，p 常取4-6；q常取2-4。
海浪谱的概念
以频率 为横坐标，S 为纵坐标，绘得波能量相对于频率
的分布图。
1.5 海浪谱的基础知识
海浪谱的概念
波面纵坐标 t 的方差 2 比例于波动总能量：
2 S d m0, r 0 0
式中： m0——谱的零阶矩；
r ——阶矩数
S
波浪的外观表现
4.勃列斯奈德-光易谱（风浪成长阶段）
S f 0.257H s2Ts Ts f 5 exp 1.03Ts f 4
5.文圣常谱
1.5 海浪谱的基础知识
海浪的方向谱
在时刻t的波面，三维海浪场由具有各种方向角 ( m )
和各种频率 n(0 n ) 的无限个组成波叠加而成。
方向谱密度函数 S(, ) 为：
12an2 S(, )dd
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波高H
4 3 2 1 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
第1年
H1
10
6 5
第2年
波高H
4 3 2 1 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
H1
10
……
H 1 K 1 10 m H1 10 m
10
第m年
选线（P-III曲线），求三参数。
适线，求某一重现期的设计波高。
重现期50年一遇（部分大波平均波高的设计波高）
H 1 2.53 1.817 4.6m
10
记为
H 1 10 2%
1 H 2
H max
2．周期的理论分布函数 周期的概率密度函数：
4 4 5 T 4 5 T f T 4 4 exp 4T 4 T 3
周期的分布函数：
4 5 T 4 F T exp 4 T
3 2
0.635
密度最大处对应的波高：
Hm
2
H 0.8H
累积频率函数（分布函数）：
F (H )
H
H 2 f ( H )dH exp பைடு நூலகம் ( ) 4 H
对应于指定累积频率F%的波高：
HF
4 1 H ln F
1 2
浅水区波高的分布函数：
H1
10
H 1 K 1 10 2 H1 10 2
10
……
6 5
……
波高H
4 3 2 1 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
……
H
为浅水系数， H
H d
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
0 (深水)
2.597 2.421
0.1
2.403 2.256
0.2
2.213 2.092
0.3
2.029 1.932
波速
二、海浪分类 1．强制波、自由波和混合浪
2．毛细浪、重力波和长周期波
3．不规则波和规则波
4．长峰波和短峰波
5．前进波和驻波 6．深水前进波和浅水前进波 7．震荡波和推移波
第二节 风况基础知识
一、风的形成及类型
空气的水平运动
大气压
标准气压
地面天气图
1．气压梯度力
G 1 dp 1 p dn n
H1% 2.197 H , K s1 0.9181, K s 2 0.9133 ）
10
10
偶尔放纵自己一下
有空找朋友聊聊
最后，不要财迷
最最后，别忘了多休息！
最最最后，不开心的时候想想下面的话
累积频 率F% 2 3 6
100
问：绘制累积频率图时， 为什么用波高的模比系数？
• 对于海洋中同一点， 不同场次的波浪， 尽管其波高的分布 规律差异很大，但 他们的波高的模比 系数的统计规律是 近似一样的。
二、固定点波高和周期的理论分布函数
1．波高与波长的理论分布函数
(t ) n
1 m
1
工程寿命内出现指定风险所需要的波浪重现期 失事的容 许危险率 0.10 0.25 期望的工程寿命（年） 10 95 35 25 238 87 50 475 174 100 950 348
0.5
0.75
15
8
37
19
73
37
145
73
0.99
2.7
6
11
22
二、利用长期观测资料推算设计波浪
H H0
n0 C 0 nC
n0 L0 Ks nL
例
二、波浪折射
1．波浪折射原理
sin 1 sin 2 C1 C2
H H0
n0 L0 b0 Ks Kr nL b 或H H 0 K s K r
折射系数
P点的波高：
b1 K sp H H1 b K s1
0.4
1.854 1.777
0.5 (破碎)
1.687 1.628
2
5 … 90 95
2.232
1.953 0.336 0.256
2.096
1.859 0.412 0.298
1.960
1.762 0.462 0.346
1.825
1.662 0.515 0.400
1.692
1.562 0.572 0.461
70 80 90 95
0.85 0.76 0.62 0.52
3．波高与周期
的联合分布
三、两种特征波及其相互关系
特征波
特征波高 特征周期
1．特征波高的两种表示方法
a, 在波列中选取某一累积频率 对应的波高作为特征波高（HF） b, 以所谓部分大波的 平均波高作为特征波高（HP） 部分大波的特征波高为： 显著波高（
H 2 f H exp ( ) 2 2H 4 H
H
离差系数为：
Cv H
H
M
1 2 2
4 1 0.522 H
1 2
偏态系数为：
Cs
M3 M
3 2 2
6 2 4 1
2.53
重现期50年一遇 （累积频率为1%的设计波高）
H 1% 2.421 2.26 5.5m
利用长期资料推算设计波浪步骤
• 1、选取若干年某方向上每年出现的最大一场波浪系列； 1） • 2、求若干年每年最大一场波浪系列的特征波高（如 H 10 组成系列。 • 3、求特征波高的模比系数（Ki）。 m P • 4、求特征波高的模比系数对应的累积频率（ n 1 100%）。 • 5、选线（P-III曲线），求三参数（特征波高的平均值， 变差系数，偏态系数），适线。 • 6、求某一重现期对应的设计波高。如：
上式改写为：
1 1 TF T ln 5 F 4 4
1 4
F%
T T
F%
T T
1.25 1.16 1.08 1.01 0.94
F%
T T
0.5 1 2 5 10
1.67 1.62 1.56 1.46 1.36
20 30 40 50 60
H1
10
）
有效波高（ H 1 ）
3
1 NP HP Hi NP i 1
2．两种特征波高的相互关系 深水中，部分大波的平均波高的模比系数为：
HP 1 F 4 1 1 F ln dF xdF F 0 F F 0 H
上式最终变为：
1 2 HP HF 1 1 1 erf ln H H F F
第六章 海浪
本章重点：
1、了解风的形成及类型和风况观测并掌握风资料的整理；
2、了解海浪观测方法并掌握海浪观测资料的整理； 3、掌握固定点波高和周期的统计分布及理论分布函数； 4、掌握海浪要素的统计规律和海浪谱的基本知识。
第一节 海浪要素和分类
一、海浪要素
波峰 波谷 波峰线 波向线 波高
波长
周期
波陡
2．地转偏向力（科氏力）
A 2U sin
3．离心力
U2 C r
4．摩擦力
U s (0.01T 0.7)U g
△p=2.5hPa, △n=4, F=10°, △T=5℃,
Us=13.5 m/s, Ug=18 m/s
二、我国近海风况的特点
1．季风
2．寒潮大风 3．台风
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）
指设计波浪要素在实际海面上不规则波列中的 出现概率
设计波浪的 波列标准
H 1 10 2%
设计波浪的 重现期标准
一、我国海港工程设计波浪的重现期标准
工程的安全率为：
F 1 P
危险率为：
m
q 1 1 P
m
设计波浪的重现期为：
T 1 P 1 1 q
2．遥测重力测波仪
3．压力式测波仪
二、海浪资料的整理
第四节 海浪要素统计规律
一、固定点波高和周期的统计分布
上跨零点 周期 平均周期 T 波峰顶
波高
平均波高 H 下跨零点 波谷底
• 不规则波的平均周期与平均波长之关系：
gT 2 L k 2
k2
3
波高模比 波高分组 出现次 区间频 平均频 累积次 系数ki Hi 数ni 率fi 率 数 2.4—2.2 5.3—4.8 2 0.02 0.10 2 2.2—2.0 4.8—4.4 1 2.0—1.8 4.4—4.0 3 … 0.2—0.0 0.4—0.0 2 100 0.02 1.0 0.10 100 0.01 0.03 0.05 0.15 3 6
F ( H ) exp 4 1 H 或H F
1 H 4 2 H 1 ln H 1 F 2