3张从联波浪计算

波 浪 的 统 计Fra Baidu bibliotek和 计 算 方 法
6.3.4 用短期测波资料进行频率分析时， 用短期测波资料进行频率分析时， 一般采用不分方向的， 一般采用不分方向的，全部或日最大波 高值作为样本。需要指出的是：（ ：（C.0.2） 高值作为样本。需要指出的是：（ ） 式只能供参考使用。使用本方法时， 式只能供参考使用。使用本方法时，要 求实测波浪资料中一定要包含有台风大 浪或寒潮大风等引起的大浪资料， 浪或寒潮大风等引起的大浪资料，这样 得出的结果才较为准确。 得出的结果才较为准确。
波 浪 的 一 些 基 本 知 识
几种常见的换算关系： 几种常见的换算关系：
T2
不规则波L 不规则波 0=1.17 T 2 有效波周期： 有效波周期：Ts=1.15 T 在不同H/d情况下， 情况下， 在不同 情况下 H/100≈H0.4% H1/10≈H4% H1/3≈H13%
T
计 算 的 思 路
波 浪 设 计 标 准
设计波浪的重现期采用与设计高潮（ 设计波浪的重现期采用与设计高潮（水） 位相同的重现期， 位相同的重现期，这一规定与我国沿海的浙 江省、广东省和广西自治区的规定是一致的。 江省、广东省和广西自治区的规定是一致的。 有些地区根据其本地条件采用不同的设计标 应进行必要的分析论证。 准，应进行必要的分析论证。
6.3.2 条文中规定波浪观测系列年限 年，是考 条文中规定波浪观测系列年限20年 虑目前沿海台站的实际情况确定的下限， 虑目前沿海台站的实际情况确定的下限，有条 件的情况下宜采用更长系列资料。 件的情况下宜采用更长系列资料。目前大多数 波浪实测资料为每日四次定时观测， 波浪实测资料为每日四次定时观测，没有晚上 的数据。另外在台风等恶劣天气状况下， 的数据。另外在台风等恶劣天气状况下，也可 能造成缺测。若根据调查或从天气图分析， 能造成缺测。若根据调查或从天气图分析，最 大波浪发生在晚上或者在白天有缺测的情况， 大波浪发生在晚上或者在白天有缺测的情况， 则一般可用天气图进行计算， 则一般可用天气图进行计算，以补充已有的观 测数据。 测数据
波 浪 的 一 些 基 本 知 识
1/10大波：波群或观测的全部波浪中， 1/10大波：波群或观测的全部波浪中， 大波 按波高大小的顺序， 按波高大小的顺序，就相当于总数的 1/10的大波及对应其波高的周期 1/10的大波及对应其波高的周期，进行 的大波及对应其波高的周期， 平均得到的波浪，并以H 表示。 平均得到的波浪，并以H1/10和T1/10表示。 有效波或1/3大波 有效波或1/3大波：波群或全部观测记录 大波： 按波高大小顺序， 中，按波高大小顺序，就相应于总数的 1/3的大波及对应其波高的周期，进行平 1/3的大波及对应其波高的周期 的大波及对应其波高的周期， 均而得到的波浪，称为有效波， 均而得到的波浪，称为有效波，并以 H1/3或Hs和T1/3或Ts表示。 表示。
波 浪 的 统 计 和 计 算 方 法
6.3.4 当海堤当地或其邻近海域没有海洋水 文观测站， 文观测站，为充分利用已有的一些波浪观测 资料， 资料，规范中给出了利用短期测波资料推算 设计波浪的方法，即附录C中的 中的（ 设计波浪的方法，即附录 中的（C.0.2）式： ）
a P= b bn
式中 Pb——重现期为b年的设计频率； ——重现期为 年的设计频率； 重现期为b a——波浪实测资料的年数； ——波浪实测资料的年数 波浪实测资料的年数； n——波浪观测的总次数。 ——波浪观测的总次数 波浪观测的总次数。
《海堤工程设计规范》宣贯班 海堤工程设计规范》
波浪要素计算
《海堤工程设计规范》编制组 海堤工程设计规范》 2009年 2009年2月
波浪要素计算主要内容
6.1 波浪的设计标准 6.3 波浪的统计和计算方法 6.4 波浪浅水变形计算
为波浪爬高计算、 1 为波浪爬高计算、堤顶高程的 波 浪 要 素 计 算 的 目 的 确定提供依据 2 为越浪量计算提供依据 3 为波浪作用力计算提供依据 为海堤护面的强度、 4 为海堤护面的强度、护面块体 稳定性计算提供依据
波 浪 的 统 计 和 计 算 方 法
6.3.3 选用理论累积频率曲线的目的是以拟合 经验累积频率点，进而达到外延的目的。 经验累积频率点，进而达到外延的目的。对 于波浪的频率分析，常用的方法有皮尔逊Ⅲ 于波浪的频率分析，常用的方法有皮尔逊Ⅲ 型累积频率曲线、极值Ⅰ型分布（ 型累积频率曲线、极值Ⅰ型分布（耿贝尔分 ）、对数正态概率分布 威布尔分布、 对数正态概率分布、 布）、对数正态概率分布、威布尔分布、泊 耿贝尔复合极值分布等。 松——耿贝尔复合极值分布等。 耿贝尔复合极值分布等 本着与实测经验累积频率点拟合最佳为原 经多方面比较， 则，经多方面比较，若其他理论累积频率曲 线拟合更佳，即可用其代替皮尔逊Ⅲ 线拟合更佳，即可用其代替皮尔逊Ⅲ型或极 型分布曲线。 值Ⅰ型分布曲线。
波 浪 的 一 些 基 本 知 识
累积概率（ 波高（ ）：实际海面上不规则 累积概率（F）波高（HF）：实际海面上不规则 波列所出现的概率F对应的波高。例如1000个波 波列所出现的概率F对应的波高。例如1000个波 按波高依次排列，其中第10个 浪，按波高依次排列，其中第10个（累积概率为 1％）波高，则称为累积概率1％波高，并记为 ％）波高 则称为累积概率1 波高， 波高， H1%，余类推。 余类推。 风浪、涌浪和混合浪 风浪、 风浪是指风持续作用的强迫波；涌浪（或称余波） 风浪是指风持续作用的强迫波；涌浪（或称余波） 是指风停止作用或风浪向风区以外水域传播所形 成的自由波； 成的自由波；混合浪是指风浪与涌浪叠加或风浪 生成过程中风速、风向改变所形成的三维波。 生成过程中风速、风向改变所形成的三维波。
宜采用5%。 注：当平均波高与水深的比值＜0.3时，F宜采用 。 当平均波高与水深的比值＜ 时 宜采用
波 浪 设 计 标 准
由于进行波浪统计或波浪计算中的波高往 往仅是某一个累积频率的波高， 往仅是某一个累积频率的波高，而工程设 计中还涉及到别的累积频率， 计中还涉及到别的累积频率，需进行不同 累积频率波高换算， 累积频率波高换算，故规范给出了不同累 积频率波高与平均波高的转换关系， 积频率波高与平均波高的转换关系，表 6.1.3。 。
波 浪 的 一 些 基 本 知 识
常用的特征波： 常用的特征波： 最大波：波群（ 最大波：波群（波高大于某一固定值的 连贯大波波列） 连贯大波波列）或观测记录中出现波高 最大的波浪称为最大波（ 最大的波浪称为最大波（Hmax，Tmax）。 波浪要素：波峰、波谷、波高、波长、 波浪要素：波峰、波谷、波高、波长、 周期、波速、波陡、波峰线和波向线等。 周期、波速、波陡、波峰线和波向线等。
波浪由深水行近海堤大致分四个区域， 波浪由深水行近海堤大致分四个区域， 即深水区、浅水区、破碎波区及岸边区。 即深水区、浅水区、破碎波区及岸边区。 如下图所示。 如下图所示。
有
实测波浪资料
海湾河口 区 根据风速资 料，应用莆 田公式计算 原始波要素
无
计 算 的 思 路
进行频率 分析，推 算外海波 浪要素
表6.1.2 设计波高的波列累积频率标准
海堤型式 部 位 计算内容 强度和稳定性 稳定性 波高累积频率 F（%） （ ） 1 5 1 13（注） （ 13 13
直立式
H / d前
防浪墙；墙身；闸门； 防浪墙；墙身；闸门； 闸墙 基础垫层； 基础垫层；护底块石
混凝土板护坡、防浪墙； 混凝土板护坡、防浪墙； 强度和稳定性 闸门； 闸门；闸墙 斜坡式 浆砌石护坡；干砌块石、 浆砌石护坡；干砌块石、 块体护坡 护底块石、块体 护底块石、 海堤前的 潜堤 护面块石、 护面块石、护面块体 稳定性 稳定性 稳定性
波 浪 的 统 计 和 计 算 方 法
6.3.5 当工程所在位置及其附近均无测波 资料时， 资料时，一般是利用风速资料推算设计 重现期风速，假定风与浪完全相关， 重现期风速，假定风与浪完全相关，然 后根据风浪计算公式，由成浪要素（ 后根据风浪计算公式，由成浪要素（风 风区、水深）确定波浪要素， 速、风区、水深）确定波浪要素，这种 方法原则上只适用于局部水域的波浪推 此时风区较短， 算，此时风区较短，可不考虑风作用延 时的影响。对于开敞海岸情况， 时的影响。对于开敞海岸情况，可采用 历史地面天气图等方法确定风场， 历史地面天气图等方法确定风场，再推 算波浪要素。 算波浪要素。关于利用历史地面天气图 推算波浪方法，可参照《海港水文规范》 推算波浪方法，可参照《海港水文规范》 （JTJ213）。 ）。
表6.1.3 不同累积频率波高换算
F 0.1 H/ d （%） ） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1
2
3
4
5
10
13
20
50
2.97 2.42 2.23 2.11 2.02 1.95 1.71 1.61 1.43 0.94 2.70 2.26 2.09 2.00 1.92 1.86 1.65 1.56 1.41 0.96
在选择年最大波高时，可把主波向左右 在选择年最大波高时， 各一个方位22.5˚的资料包括在内。这是 的资料包括在内。 各一个方位 的资料包括在内 因为目前波向的观测并不是很准确的。 因为目前波向的观测并不是很准确的。 另一方面，通常认为在与主波向成22.5˚ 另一方面，通常认为在与主波向成 方向上传播的波高值可为主波向上波高 值的0.9以上。 值的 以上。 以上
HF 2.46 2.09 1.96 1.88 1.81 1.76 1.59 1.51 1.37 0.98 H
2.23 1.93 1.82 1.76 1.70 1.66 1.52 1.45 1.34 1.00 2.01 1.78 1.69 1.64 1.60 1.56 1.44 1.39 1.30 1.01 1.80 1.63 1.56 1.52 1.49 1.46 1.37 1.33 1.25 1.01
波 浪 的 设 计 标 准
波浪的波列累积频率标准主要反映波浪对 不同类型建筑物的不同作用性质。 不同类型建筑物的不同作用性质。对于直立式 海堤，设计波高的累积频率采用1%， 海堤，设计波高的累积频率采用1%，与前苏 联规范的规定一致。 联规范的规定一致。 近年来用不规则波对斜坡堤进行模型试验 的结果表明， 的结果表明，规则波的等值波高与波谱形式 宽谱与窄谱）、相对水深、 ）、相对水深 （宽谱与窄谱）、相对水深、护面块体的类型 以及块体的失稳标准和失稳率等都有关， 以及块体的失稳标准和失稳率等都有关，也受 不规则波与规则波试验对比方式和资料分析方 法的影响。条文中对斜坡式海堤的设计波高， 法的影响。条文中对斜坡式海堤的设计波高， 一般采用H 而当相对水深<0.3时宜用 时宜用H 一般采用H13%，而当相对水深<0.3时宜用H5% 的规定已适当地考虑了上述因素。 的规定已适当地考虑了上述因素。
为计算点水深， 。 注：d为计算点水深，m。 为计算点水深
波 浪 设 计 标 准
对不规则波周期， 对不规则波周期，本规范采用平均周期 表示，与国内有关规范一致。 表示，与国内有关规范一致。根据微幅波理 平均波周期与波长的对应关系为： 论，平均波周期与波长的对应关系为：
gT 2 d π L= th 2π L
2
波长L可通过上式试算确定， 波长 可通过上式试算确定，也可根据 可通过上式试算确定 d/L0值查附录 中L/L0之比值求得。 值查附录D中 之比值求得。
波 浪 的 统 计 和 计 算 方 法
6.3.1 当工程所在位置或其附近有较长期的波浪 实测资料时， 实测资料时，可采用分方向的某一累积频率波 高的年最大值系列进行频率分析， 高的年最大值系列进行频率分析，确定不同重 现期的设计波高。 现期的设计波高。 当工程地点附近有长期波浪观测资料时， 当工程地点附近有长期波浪观测资料时， 一般利用观测资料推算设计重现期波高。 一般利用观测资料推算设计重现期波高。在频 率分析的取样时， 率分析的取样时，应注意各年需使用同一波列 累积频率的波浪要素。 累积频率的波浪要素。
开敞式海 岸 推荐采用数 学模型方法 计算波浪要 素
浅水变形计算 得到堤前波浪要素
波 浪 设 计 标 准
设计波浪的标准包括两个方面： 设计波浪的标准包括两个方面：①设计 波浪的重现期标准； 波浪的重现期标准；②设计波浪的波列累积 频率标准。 频率标准。 设计波浪的重现期是指某一特定波列平 均多少年出现一次， 均多少年出现一次，它代表波浪要素的长期 以几十年计）统计分布规律。 （以几十年计）统计分布规律。 设计波浪的波列累积频率是指其在实际 海面上不规则波列中的出现概率， 海面上不规则波列中的出现概率，它代表波 浪要素的短期（以十几分钟计） 浪要素的短期（以十几分钟计）统计分布规 律。