波浪与水流共同作用下波浪要素的变化
- 格式:pdf
- 大小:2.79 MB
- 文档页数:12
地理波浪知识点总结一、波浪的定义与形成1. 波浪是海洋中的海浪、湖波、江河波等的统称,是水体表面上由于风力、重力、海底地形和潮汐引起的周期性的振动运动。
波浪是海洋、湖泊和江河中的一种波动现象,是水体受到风力或其他外力作用而在水面上产生的波动。
2. 波浪的形成海浪是水体在风的作用下发生波动的现象。
风吹到海面上,对海水的氧气起风暴和地球的自转等各种因素的影响下,产生了激波。
波浪特性主要和由风的强度、随时间的变化和持续时间以及风的走向等因素有关。
二、波浪的分类1. 按照波形特征分类(1) 常规波:呈椭圆形,又称正规波。
(2) 摇摆波:酷似网球(3) 卷书波:严重时呈旋转形状,与岸边作接触时可形成旋转的水流绕至(4) 无规波:随机出现。
2. 按照产生的原因分类(1) 壳湾波:大陆斜坡潦峰致异步片。
(2) 捲浪:风和重力合成。
(3) 开浪:法国大浪,马牙湾波,惠浪琳顿波时浪。
3. 按照形成的地理位置分类(1) 海浪:波在海洋中产生的波浪(2) 湖波:波在湖泊中产生的波浪(3) 河波:波在江河中产生的波浪三、波浪的特征1. 波高:指波峰到波谷的垂直距离,单位为米。
2. 波长:指波峰到波峰或波谷到波谷的水平距离,单位为米。
3. 波速:指波峰的传播速度,单位为米/秒。
4. 波频:单位时间内波峰或波谷通过一点的次数。
5. 波形:指波在移动过程中的形状。
6. 波幅:指波峰的最大高度,单位为米。
7. 波能:波浪嵩度对于海岸线越有影响8. 波周期:单位波的周期四、海洋波浪的产生1. 风是产生海洋波浪的主要原因。
风吹过水面时,由于摩擦力使水分子发生微小波动,形成涟漪。
2. 风是产生海洋波浪的主要动力,强风、大风和飓风是产生大浪的主要原因。
3. 风速越大,持续时间越长,波浪的高度就越大,波长也越长,波速也越快。
五、地理波浪的影响1. 对海岸线的影响:波浪是海岸侵蚀和沙丘形成的主要原因之一。
2. 对船只的影响:强风大浪是船只行驶的最大障碍之一,也是出海渔船的大敌。
海水的运动海水运动的形式主要是波浪、潮汐和洋流。
(一)波浪波浪就是海水质点在它的平衡位置附近产生一种周期性的振动运动和能量的传播。
波浪运动只是波形的向前传播,水质点并没有随波前进,这就是波浪运动的实质。
这是由于水质点同时受到动力和复原力这两个互相垂直的力共同作用的结果。
动力,如风力、潮汐、地震或局部大气压力的变动等,使水质点产生水平位移。
复原力(物理学称为弹性力),如重力、水压力和表面张力等,使水质点恢复原位。
因此,水质点在动力的作用下产生水平位移的同时,受复原力的作用有恢复原位的趋势而产生垂直运动,这样水质点便沿着上述两个力的合力方向运动的结果,便在它的平衡位置附近产生了一种周期性的圆周运动。
而运动着的水质点又将它所获得的能量依次相传,于是连续的“能流”就随波前进。
故波浪只是形状的前进,水质点并没有随波前进。
1.波浪要素波浪的大小和形状是用波浪要素来说明的。
波浪的基本要素有:波峰、波顶、波谷、波底、波高、波长、周期、波速、波向线和波峰线等(图5.33)。
波峰是静水面以上的波浪部分。
波顶是波峰的最高点。
波谷是静水面以下的波浪部分。
波底是波谷的最低点。
波高h,是波顶与波底之间的垂直距离。
波长λ,是相邻波顶(或波底)间的水平距离。
周期τ,是相邻波顶(或波底)2.波浪分类波浪的种类很多,这里介绍几种主要的分类方法:(1)按成因分类风浪和涌浪:在风力的直接作用下形成的波浪,称为风浪;当风停止,或当波浪离开风区时,这时的波浪便称为涌浪。
两者的性质、波形、波高与波长、波速等都不同。
风浪的性质属于强制波,其波形的轮廓和余摆线差别大,波峰尖陡,波谷平广,海面凹凸不平,此起彼伏;其波高较高,波长较短;波速较慢,最大仅达40~50km/h。
而涌浪的性质是属于自由波,其波形的轮廓和余摆线较接近,波峰圆滑,海面较规则,波浪呈一排排的样子,其波高较矮,波长较长(可达500m至600m,甚至800m以上),波速较快,每小时能达100多km,故可以比风速大,可利用它来预报台风或风暴。
长江口潮流及潮位变化对波浪的影响杨棋;欧建军;李永平;黄宁立【摘要】通过理论计算及实测数据定量分析了长江口海域潮汐对波浪的影响.考虑潮流及潮位变化, 计算了波数沿波向线的变化, 在计算过程中采用数据库查询方式避免了公式简化引起的误差.将计算出的波数带入由波作用量守恒推导出的波高变化公式, 其中只考虑反映潮汐影响的多普勒效应项和浅滩效应项, 由此得到顺流低潮位、顺流高潮位、逆流低潮位和逆流高潮位 4 种情况下某一周期的波浪其波高随水深和流速的变化以及相应的波长和陡度变化.通过个例分析将计算结果与长江口的实际观测比较, 并统计潮汐对波高贡献值占总波高之比以及潮汐对波高作用中多普勒效应项和浅滩效应项分别对波高的贡献率.结果表明, 理论计算值能很好地反映实际波浪的特征, 多普勒效应项和浅滩效应项能够基本解释波高的半日变化; 对于所分析的个例, 潮汐对波高的平均贡献值为负, 理论计算及观测数据分析得到的值分别为–8%及–6%; 多普勒效应项和浅滩效应项对波高的影响中后者是主要的; 另外理论计算及实测均反映出潮位变化对波高的影响不及相对流速对波高的影响明显.%Using theoretical calculations, tidal effects on waves in the Yangtze River estuary were analyzed quantitatively. Considering variations of tidal current and tidal level, wavenumber changing along a wave ray was calculated. In order to avoid errors produced by formula simplification during the calculation, database query method was used. The wavenumbers were used in wave height changing formula, which was deduced based on wave action conservation and in which only Doppler coefficient and shoaling coefficient terms reflecting effects of tide were considered. Then, wave height variation for different water depths anddifferent current speeds of a certain periodic wave along-a-wave ray was obtained, and four examples under different situations were shown. These situations were downstream with low tide, downstream with high tide, upstream with low tide, and upstream with high tide. Their corresponding wavelengths and steepness were also calculated. Through a case study, theoretical results were compared with observations, percentages of tide-induced wave height to total wave height and contribution values of Doppler coefficient and shoaling coefficient to wave height were calculated. The results show that theoretical calculations and observations have good relationship and Doppler coefficient and shoaling coefficient can basically explain wave height's semidiurnal change. For the study case, tidal effect on wave height is negative, namely, –8% for theoretical calculation and –6% for observation. Effect of shoaling coefficient on wave height is much more important than that of Doppler coefficient. Both theoretical calculation and observation reveal that influence of tidal level on wave height is inferior to that of relative current.【期刊名称】《热带海洋学报》【年(卷),期】2015(034)005【总页数】8页(P19-26)【关键词】波浪;潮流;潮位;波作用量守恒;长江口【作者】杨棋;欧建军;李永平;黄宁立【作者单位】上海海洋气象台,上海 201300;上海海洋大学海洋科学学院,上海201306;上海海洋气象台,上海 201300;上海台风研究所,上海 200030;上海海洋气象台,上海 201300【正文语种】中文【中图分类】P731波流相互作用是影响近海近岸波浪传播的重要因素(冯芒等, 2004)。
波流作用下输电线路海中立塔局部冲刷计算方法李磊;谷洪钦;于万春【摘要】由于受到波浪和潮流的共同作用,输电线路海中立塔局部冲刷问题较为复杂,比较分析了4种可用于海中塔位局部冲刷计算的公式(韩海骞公式、王汝凯公式、Jones&Sheppard公式和65-1修正式及65-2式)。
对于只考虑波浪作用的公式,将波浪水质点平均流速与潮流流速叠加;当考虑潮流往复流作用时,提出采用折减系数法对计算值进行修正。
将4种方法分别应用于某输电线路工程海中立塔局部冲刷计算。
结果表明,韩海骞公式的计算结果最符合实际。
%Influenced by the jointed affect of wave and tide, the local scour problem of power transmission tower in the sea is complicated. 4 local scour calculation formulas ( Han Haiqian's Formula, Wang Rukai's Formula, J&S Formula, 65-1 modified formula and 65-2 formula) applied in the local scour calculation are compared and analyzed. For the formula only considering the wave effect, the velocity of wave particle and the velocity of tidal current are superposed together. For the formula considering the reciprocating flow effect of tide, the reduction coefficient is used to correct the calculated value. The 4 calculation formulas are applied to a tower of power transmission line in sea, and the results show that the Han Haiqian's Formula is the most consist-ent with the practical condition.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P47-49,53)【关键词】局部冲刷;波浪;潮流;海中立塔【作者】李磊;谷洪钦;于万春【作者单位】国核电力规划设计研究院,北京100095;国核电力规划设计研究院,北京100095;国核电力规划设计研究院,北京100095【正文语种】中文【中图分类】TV734.3沿海输电线路工程常遇到海中修建杆塔等构筑物的问题。
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。