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海况等级与舰船摇摆幅度国军标海况等级是指海洋环境的状态和变化程度，通常通过测量波浪高度、波浪周期、风速等指标来评估。
海况等级分为几个等级，从海况平静到海况恶劣不等。
海况等级越高，海上的波浪和风浪越大，舰船的摇摆幅度也会增加。
舰船摇摆幅度是指舰艇在海上航行时由于波浪等外部力量的作用而产生的摇摆。
舰船摇摆幅度的大小直接影响舰艇的安全性和舒适性。
如果舰船摇摆幅度过大，不仅会影响舰艇的稳定性，还会对舰员的身体和心理造成不良影响。
国军标对海况等级和舰船摇摆幅度有着明确的要求和标准。
根据国军标的规定，不同类型的舰艇在不同的海况等级下，允许的最大摇摆幅度是有限的。
这是为了确保舰艇在各种海况下都能够保持稳定，并确保舰员的安全和舒适。
国军标还规定了舰船摇摆幅度的测量方法和标准。
一般来说，舰船摇摆幅度通过安装在舰艇上的传感器进行测量，然后通过数据处理和分析得出。
国军标对于传感器的选型、安装位置和测量精度都有详细的要求，以确保测量结果的准确性和可靠性。
在实际操作中，舰船摇摆幅度的控制和调整是一个复杂而精细的过程。
舰艇的设计、船体结构、船舶设备以及船员的配备和操作水平都会对舰船摇摆幅度产生影响。
国军标要求舰艇制造商和海军部门在设计和建造舰艇时要考虑到海况等级和舰船摇摆幅度的关系，并采取相应的措施来控制和降低舰船摇摆幅度。
总结起来，海况等级与舰船摇摆幅度是国军标对舰艇安全和稳定性的重要考量指标。
国军标通过对海况等级和舰船摇摆幅度的要求和标准，确保舰艇在各种海况下都能够保持稳定，并保障舰员的安全和舒适。
舰船摇摆幅度的控制和调整需要舰艇制造商和海军部门共同努力，以确保舰艇的安全性和操作性能。
只有在符合国军标的要求下，舰艇才能在恶劣的海况下稳定航行，履行其使命和任务。
不规则波对不同建筑物的作用浅谈摘要不规则波对建筑物的作用有很多，因建筑物不同，主要关注点不同。
本文主要介绍了不规则波对直墙式建筑物的波浪力作用；对斜坡式建筑物的爬高和越浪量；对单桩（柱）的波浪力，群桩的群桩效应；对离岸式高桩码头面板底部的波浪浮托力。
关键词：不规则波；波浪力；越浪量；波浪浮托力0、前言随着海洋工程的发展，需要在海边和海中建设各种不同的建筑物。
波浪力是这类工程的一个重要的外荷载。
对于规则波的作用研究有很多，工程中对于不规则波的处理一般是选择一个特征波高作为规则波进行计算。
但这样处理有时会产生严重后果。
在设计工作中将海浪视为一种随机不规则波是很有必要的。
不规则波对建筑物的作用有很多，因建筑物不同，而关注点不同。
如对直墙建筑物关注不规则波对墙的波浪力，斜坡式的则主要是爬高和越浪量。
下文将进行简要介绍。
1、不规则波对直墙式建筑物的作用直立式防波堤是外海防护建筑物和护岸建筑物的一种重要型式。
由于其具有以下优点如:适用于水深较大的地区，造价要低于斜坡式防波堤，同时其内侧可兼作码头等，因而在日本、意大利和中国的海岸地区得到广泛采用。
但由于其消浪差，所受波浪力较大，一旦破坏则不易修复，故应对其所受波浪力进行研究，以确定合理的设计波浪力，保证所建防波堤既安全又经济。
自然界中的波浪是多向不规则的，而且常斜向击堤，入射波与反射波相互干涉，在堤前形成短峰波，Hsu[1]，Fenton[2]等对短峰波的理论研究表明，短峰波对直堤有可能产生比正常立波更大的波浪力。
波浪力是作用在直立堤上的主要荷载。
计算作用在单元堤上的总波浪力时，首先需要确定作用在单位堤长上的波浪力，我国《海港水文规范》中规定按单向波正向击堤计算堤面水平波浪力和堤底浮托力。
然而自然界中的波浪是多向不规则的，而且常斜向击堤，所以计算中应考虑波浪斜向作用和多向性对波浪力的影响。
这种影响表现在两个方面:一是对单位堤长上波浪力的影响，二是对作用在整个单元堤上总波力的影响。
第03期（总第466期）吉林水利2021年3月［文章编号"1009-2846(2021)03-0001-05基于VOF法的波浪数值模拟水槽（池）建立探索关大玮董志3,苗青竿张从联®（1.广东省水利水电科学研究院广东省水动力学应用研究重c实验室，广东广州510635；2.河口水利技术国家地方联合工程实验室，广东广州510635；3.广东省水安全科技协同创新中心，广东广州510635）［摘要］基于CFD技术建立的数值波浪水槽试验，使用了波浪理论构建的数｛水槽模型，在一定程度上能够代替物理实验的波浪水槽％数值波浪水槽构建难点在于实际波浪由于受到建筑物、地形等影响，往往会发生破碎、涡旋等现象，造波消波方法的选择也会对数值水槽建立和计算的准确性产生不同程度的影响％本文采用FLOW-3D软件，利用VOF方法，建立波浪数值水槽，将实验结果与Vincent and Briggs的椭圆浅滩实验结果对比，二者较为一致，说明波浪数值水槽结果合理有效％［关键词］数值水槽；造波；消波；数值模拟［中图分类号］TV139.20引言近年气候变化导致极端天气时有出现，台风、海啸和风暴潮时有发生。
灾害发生时，海堤在使沿海地区免遭潮、浪袭击的方面起到关键作用％所以，海堤的破坏往往导致严重的后果％因此，对海堤越浪影响的研究也愈发充分％越浪研究的实验关键在于能模拟现实情况的波浪水槽。
传统的波浪水槽建立在实验室，通过造波机波浪，将的模于水槽，果％传统物理实验水槽存在人力、力和时间本过高,测的有限的问题，的情况下难以一一模拟到，研究。
机技术发展，于CFD建立的数值波浪水槽试验，用的案例越来越％使用波浪理论建的水槽模，在理实验的波浪水槽。
于机建立的波浪水槽，［文献标识码］B传统理水槽，人力和，，使用的案例也愈发％112建立有的波浪水槽，在理后，的高波陡的0.3—0.5%、122于的N-S方和VOF方法，利用CFD软件FLUENT,经二次开发提出边界造波、多孔介质消波的方法，建立对波高0.16、有模拟弱线波浪水槽，具有高的实用价％李世森132用“三点”分离反射波，〕讨波浪水槽的建立时，如何组合消波介质能得最好的消波效果％路宽等142对几种的紊流模型进行对比，认为在波浪水槽中，RNG k-s 模型精度最高。
潮汐调和分析的方法和应用研究‘.分类号学号:密级:玉??河海大哮硕士学位论文潮汐调和分析的方法和应用研究童章龙垂翅亟塑援.指导教师姓名??一盟渔太堂盔塞盛盗滥墨巫型王型国基重盛塞堕窒.申请学位级别专业名称堡堂亟±塑理洹注堂论文提交日期年月日论文答辩日期年月日学位授予单位塑塑盔堂学位授予日期 .生旦答辩委员会主席韭盈坌熬援论文评阅人毖盈丝塑堡选塑塑塾撞年月中国?南京摘要海岸附近和河口区域,是人类进行生产活动十分频繁的地带,往往也是人口最密集、经济最发达、开发程度最高的地区,而在这个地带潮汐现象显著,它直接或间接地影响着人们的生活。
研究潮汐,对人类的社会的发展有重要意义。
目前对潮汐的研究方法主要分为:潮汐调和分析和潮汐动力学两个方面。
本文主要对潮汐调和分析的一些理论和方法进行探讨。
本文分以下方面进行研究:第一、归纳潮汐的基本理论和基本概念,着重对使用一年资料进行调和分析的方法进行阐述,包括潮汐预报精度的评价标准。
第二、针对恶劣天气或仪器等意外情况导致潮位数据缺测或者具有重大误差等情况发生时,根据多次调和分析方法的思想,给出了基于连续函数最乘法的潮汐迭代调和分析方法,给出了方法收敛的条件。
与通常的多次调和分析法相比,该迭代方法不仅能够大大减少计算量,而且不用事先采取某种方法补全或替换原始资料。
然后将新建立的方法应用于多种实际情况中。
结果表明本方法是有效的。
第三、原始的天文相角是通过杜德森数表示的,而为了简化计算,现有的调和分析方法是通过角速度来表示天文相角的,省略了时间的二次项和三次项,这必然会引起误差。
本文直接用杜德森数表示天文相角,并用它直接进行调和分析,建立了基于杜德森数的调和分析方法,并用这种方法进行了实际的调和分析,并证明了通过角速度表示天文相角的可行性。
关键词:迭代法;调和分析:连续函数最小二乘法;多次分析:杜德森数., , ,,.,’’ .,:。
, . . : ., ,.,’, ,.,,,. .’ .,矾, , , .,. , .,.:; ;;学位论文独创性声明:本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
物理实验技术中的波浪现象实验指导波浪现象是自然界中广泛存在的一种物理现象，也是物理学中一个重要的研究领域。
在物理实验技术中，我们经常使用波浪现象来进行实验和研究。
本文将为您介绍一些常见的波浪现象实验指导。
一、水波实验在物理实验中，水波实验是常见且容易进行的一种波浪实验。
通过在水面上制造波浪，我们可以观察和研究波浪的特性和传播规律。
1. 实验器材准备进行水波实验时，我们需要准备以下器材：水槽、振荡器、振荡器控制器、水波测量仪等。
2. 实验步骤（1）将水槽放置在平稳的实验台上，并保证水面平整。
（2）将振荡器安装在水槽底部，并连接振荡器控制器。
（3）根据实验需求，设置振荡器的频率和振幅。
（4）观察水波的传播和现象，可以使用水波测量仪等工具进行测量和记录。
3. 实验注意事项在进行水波实验时，需要注意以下事项：（1）确保实验环境的稳定，避免外界干扰。
（2）水槽和器材的清洁，以保证实验的准确性和可靠性。
（3）根据实验要求调整振荡器的频率和振幅，避免过大或过小，以免造成实验结果的偏差。
二、光波实验光波实验是物理实验技术中另一个重要的波浪实验。
通过对光的干涉、衍射等现象的研究，我们可以了解光的波动特性和传播规律。
1. 干涉实验干涉实验是通过两束光的叠加来观察光波的干涉现象。
常见的干涉实验有双缝干涉、薄膜干涉等。
（1）双缝干涉实验准备：准备双缝实验装置，包括光源、双缝装置、光屏、测量工具等。
（2）双缝干涉实验步骤：①将光源放置在一定距离处，光源越亮度越好。
②在光源后面放置双缝装置，调整缝隙的大小和距离。
③将光屏放置在双缝后方，调整距离和观察角度。
④观察光屏上的干涉条纹并记录。
2. 衍射实验衍射实验是通过光波通过障碍物或过孔时产生的衍射现象来观察光的波动性。
（1）单缝衍射实验准备：准备单缝实验装置，包括光源、单缝装置、光屏、测量工具等。
（2）单缝衍射实验步骤：①将光源放置在一定距离处，光源越亮度越好。
②在光源后面放置单缝装置，调整缝隙的大小和距离。
水利技术监督 2005年第3期·34·允许部分越浪海堤的断面设计程永东 江 洧（广东省水利水电科学研究院，广东广州 510610）摘 要：本文介绍了允许部分越浪海堤断面设计的基本方法，对堤身断面设计过程中越浪量、堤顶高程、堤身强度、排水及恢复自然型海岸等设计问题进行了深入探讨，并给出了设计方法和过程。
关键词：海堤；越浪量；断面设计；护面强度；排水；自然型海岸中图分类号：TV222 文献标识码：B 文章编号：1008-1305（2005）03-0034-031概述我国有总长3.2万公里的海岸线，其中大陆海岸线1.8万公里，岛屿海岸线1.4万公里，随着沿海地区社会经济的快速发展，台风暴潮造成的损失越来越大，已建海堤大部分已很难适应当前防潮、防洪的要求。
由于缺乏反映海堤自身特点和要求的国家标准，海堤工程设计、施工和管理难以做到安全适用、技术先进、经济合理、管理规范的要求。
笔者近年为配合广东省“十项民心工程”的实施，在编撰广东省地方标准《广东省海堤工程设计导则（试行）》DB44/T182-2004期间，对现有海堤作了一些调研，并根据已有的设计工作经验，针对允许部分越浪海堤，对堤身断面设计过程中越浪量、堤顶高程、堤身强度、排水及恢复自然型海岸等设计问题进行了深入探讨，并给出了设计方法和过程，供设计人员参考。
目前，海堤的设计以是否允许越浪划分为两大类，即不允许越浪和允许部分越浪。
大部分的海堤建在软土地基上，若都按不允许越浪标准设计，则对堤顶高程和断面尺寸的要求较高，投资大，往往不经济合理，允许部分越浪的海堤的合理设计就成了设计者要认真考虑的问题。
越浪海堤的断面设计主要解决越浪量、堤顶高程、堤身断面、护面强度及排水、恢复自然型海岸等方面的问题。
2 设计步骤2.1 堤顶高程堤顶高程是确定堤身断面规模的关键设计参数。
堤顶高程的确定要考虑海堤沉降量，可按下式计算：ARhZFPP++=（1）式中：Z p——对应设计频率水位的堤顶高程（m）；h p——与设计频率相应的高潮位（m）；R F——按设计波浪计算的累积频率为F%的波浪爬高值（m）；由于按允许部分越浪设计，取F=13%；A——安全超高值（m），按表1规定值选取。
第一部分波浪的相关知识第二部分波浪的主要参数第一部分波浪的相关知识波浪测量入门：本文介绍有关波浪的一些知识，通过本文，你会对波浪有一些了解，并对你要测量什么样的波浪以及如何去测量出这些波浪有一些相关的认识。
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什么是波浪？在所有的水体中，我们都能体验到波的存在。
这些波浪波长范围很广，长波的有潮汐（有太阳和月亮之间的万有引力产生的），短波的是由微风吹过水面产生的。
如果从波浪的能量分布来看，你会发现波浪能量主要分布在0.5秒到12小时之间的波浪范围。
比较有意义的能量分布区域为频段在0.5至30秒范围的波浪区域，这些波浪通常都是风产生的（见图1）。
这一波浪频段也正是波浪学家和海洋学家分析波浪时所关注的。
如何精确地测绘波浪，也就是说如何使用正确的测量方法将这一频段的波浪描绘出来。
对于0.5 - 30秒的波浪，表明波浪是变化的，而且特征独特。
波浪起始于当地季风产生的波高较小、周期较短的小波，随着风力的加大，风持续时间的延长，波浪就会越来越大。
因此，位于一个特定海域的波浪状态是由当地海风产生的微波和远距离（可能是几百或几千公里外）以外的飓风产生的波浪的组合形成的。
这对于我们测波的人来说，就需要明白，测量点的波浪情况通常是由不同幅度、不同周期、不同方向的波浪组成的集合。
掌握这一点是精确测绘波浪的第一步。
我们如何测量波浪？既然波浪是随机的，当我们测量波浪就需要在采样一段时间内，而且呢，这段采样时间最好能代表测量海区的完整的波浪状态。
经验上，我们一般会设定预计所测量的最大的波周期的100倍的时间作为采样周期。
例如，若我们预计测量海域的最长波周期为10秒，我们取1000秒作为采样周期。
单纯时间序列的原始数据是没有太大实际意义的，我们需要将这些数据进行处理并得出相关的波浪特征值的参数，这些特征值能够广泛的精确地代表测量海域的波浪状态。
最通常的波浪特征值包含，对应于时间序列的波高、周期、波向的单一数值。
波浪反射系数波浪反射系数是指波浪在遇到障碍物后反射的程度，是衡量波浪反射能力的一个重要指标。
波浪反射系数的大小与波浪的频率、波浪与障碍物的形状、材质和角度等因素有关。
在海洋工程、海岸工程以及海岸防护设计中，研究波浪反射系数对于保护海岸线的稳定性和安全性具有重要的意义。
一、波浪反射系数的定义和计算方法波浪反射系数是指波浪在遇到障碍物后反射的能量与入射能量之比。
通常用R表示，其取值范围在0到1之间，其中R=0表示完全吸收，R=1表示完全反射。
波浪反射系数的计算方法有多种，常用的方法有理论计算法和实测法。
理论计算法主要是基于波浪运动方程和边界条件，通过数学模型进行计算；实测法则是通过实际测量和观测来获取波浪反射系数的数值。
1. 波浪的频率：波浪的频率对波浪反射系数有很大影响。
一般来说，波浪频率越高，波浪反射系数也会越大。
这是由于高频波浪的波长较短，与障碍物之间的相互作用更加显著，容易产生反射现象。
2. 障碍物的形状和材质：障碍物的形状和材质也是影响波浪反射系数的重要因素。
一般来说，对于相同的波浪，平滑的障碍物反射系数较小，而粗糙的障碍物反射系数较大。
此外，障碍物的形状也会对反射系数产生影响，如边角较圆滑的障碍物反射系数较小。
3. 波浪入射角度：波浪入射角度也是决定反射系数的重要因素之一。
一般来说，波浪入射角度越大，反射系数也会越大。
当波浪入射角度接近90度时，反射系数会趋近于1。
三、波浪反射系数在海岸工程中的应用波浪反射系数在海岸工程中的应用非常广泛，主要体现在以下几个方面：1. 海岸防护结构设计：波浪反射系数是设计海岸防护结构的重要参数之一。
通过研究波浪反射系数，可以确定适当的防护结构形式和材料，以提高海岸防护的效果。
2. 港口和航道工程设计：在港口和航道工程设计中，研究波浪反射系数可以帮助确定合适的引波设施和航道标志。
通过合理设置这些设施，可以减小波浪的反射和折射，提高港口和航道的安全性和可靠性。
波浪理论新解1、“第五大浪级运动中的第五中浪阶段中的第五小浪已经耗尽其力量时，可怕的顶部就已经构建好了，在这种大小的运动完成时，破坏性的力量取得了优势；大浪级趋势掉头向下，而一场熊市正在行进之中” P 532、波浪理论就是由一些低级别的波浪组成下一个中等级别的波浪，再由中等级别的波浪组成高等级别的波浪，最后再由高级别的波浪组成更大级别的波浪，如此叠加堆积，使市场连续往前发展。
P 623、一个平均指数包含的股票数量越多，波浪效果的轮廓就越锐利。
这意味着，如果股票广泛地分布在大量的个体投资者中，那么与分布有限的时候相比，对周期性影响的反应将得到更明确且更有韵律的记录。
P 654、一轮牛市，从波浪理论的角度看，各个分类指数（或者说每个不同的股票群），在大背景的条件下，趋势基本趋同，但每一轮行情又都有不同的特殊环境。
但波浪理论能提示牛熊市可能将要发生的变化，因为趋同是市场必然的方向。
P705、艾略特记录了五浪形态的三个永恒之处：浪2永远不会运动得超过浪1的起点；浪3永远不是最短的一浪；浪4永远不会进入浪1的价格领地。
P736、在实际运用波浪理论的过程之中，需要对这三个永恒原则做如下的补充： 1、浪2的调整往往幅度很深，大部分情况要超过0.618的黄金分割比率，所以在判断是一轮新的5浪运动开始之后，对浪2的调整要有充分的认识；2、浪3在价格幅度上不是最短的一浪，但可能也不是最长的一浪，价格幅度上千万不可小嘘浪1的爆发力，浪3在时间跨度上是最长的。
3、在一个循环级别的五浪之中，第一个循环波里，浪4和浪1是可能重叠的，而且常以一个三角形的形态出现。
4、浪5不会轻易走失败浪。
P 737、主要方向上的波浪与逆着主要方向上的波浪之间的区别在于，前者可以细分成小一波浪的五个浪，后者只能细分成小一浪级的三个浪。
从这种解释可以得出的规则：（1）在主要运动方向上的波浪或者说是奇数浪，由五个更小的波浪组成（2）调整浪或者说是与主要运动相反的波浪（偶数浪），由三个更小的波浪组成P75~P768、在任何情况下，当浪3已经结束时，老的通道就可以舍弃而使用新的通道。
广通股校技术教程扇骨线看盘技术(七节课程)[送唐能通十九强选股技术](内部资料.禁止外传)〈一〉扇骨线原理和定义在一定时间内，以股价局部上影线最高点（或最高当日收盘价、或日平均线最高点）为原点的垂直线180度范围内，向股价n个点放射n条直线束，但不能无限延长。
它的特点是能准确清晰显示多个参考买卖点和实际介入点。
由于这束直线及其外沿组成的扇面图形好似中国的折扇，故称为扇骨线。
股价上涨必然创新高，一个会创新高的股价还会再创新高，直到它不再创新高。
同理，股价下跌必然创新低，一个会创新低的股价还会再创新低，，直到它不再创新低。
一个不会创新低的股价，才有可能创新高。
这是扇骨线应用的最基本原理。
〈二〉扇骨线原点的确定与修正1、扇骨线图形必须首先确定原点及股价运行过程中多次反弹浪和上涨浪高点，原点的选择和确定常常影响预测的准确程度。
通常有三种选择原点的方法：局部上影线最高点，最高当日收盘价、日平均线最高点。
（1）上影线的最高点上影线是股价在上升驱势中的一个最高点的当日最高价，也是股价极限值。
由于受到周边环境、主力资金等多种因素的影响会极不稳定，转瞬即逝。
它的优点在于是股价唯一的点，具有不可替代性。
其缺点是瞬间的极限值，发生的时间很短，主力可以控制当日最高价形成时间和数值，对测量精确度进行人为干扰。
（2）最高当日收盘价上升驱势最高点的当日最高收盘价是多空双方经过一天激烈争夺较量的最后平衡点。
这时的市场比较活跃，早期进场的人想获取更多的利益，刚刚进场的人认为还有利可图，正是这部分看多的人想把股价维持更高的位置。
还有一部分先知先觉的人或主力认为股价涨得差不多了，己到头部趁着大多数人对市场的麻木，悄悄地已开始出货。
以上证指数为例，在一天中所有股票共同组成的收盘指数价格相对稳定，较少人为干扰因素，因此选择最高当日收盘价作为原点是合理的。
（3）平均线的最高点在日K线图中，以上升驱势5日平均线最高点做原点，在操作上兼顾灵活性且简单易懂。
不规则波作用下斜坡堤越浪的数值模拟李东洋;张庆河;焦方骞【摘要】Based on the open source software OpenFOAM,a three-dimensional wave model was developed to generate irregular waves.The volume-averaged RANS equation and the seepage equation containing nonlinear term were used to describe the water flow under the armor layer of the sloping breakwater.The full-scale simulation of the accropode blocks as armor layer of sloping breakwater was realized through mesh generation tool.The interaction between the normally-incident irregular waves and the sloping breakwater armored by accropode blocks was investigated through numerical simulation.The results indicate reasonably good agreement both between the simulated mean overtopping rates and physical model results and between the simulated overtopping rates for full -size prototype breakwater and the prototype results converted from the model test based on the gravity similarity.It is concluded that the developed numerical model can be used to describe the overtopping process of sloping breakwater armored by accropode blocks under working conditions.%基于OpenFOAM建立三维数值波浪水槽生成不规则波,利用体积平均的RANS方程和包含非线性项的渗流方程描述斜坡堤内部的水体流动,通过网格划分工具对斜坡堤外层扭王护面块体进行全尺度精细划分模拟,研究了正向入射不规则波与扭王块体护面斜坡堤的相互作用.模型模拟实验室尺度及原型尺度斜坡堤得到的平均越浪量分别与试验结果及按照重力相似准则换算原型结果吻合较好,所建立的数值模型可以描述实际工况下扭王块体护面斜坡堤的越浪过程.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2018(039)001【总页数】6页(P25-30)【关键词】不规则波;护面块体;渗流模型;越浪;原型模拟【作者】李东洋;张庆河;焦方骞【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TV143斜坡堤是保护沿海地区免受潮、浪袭击的重要水工建筑物，由于斜坡堤迎浪面较缓，波浪爬高往往较大，很容易发生越浪，因此准确模拟斜坡堤越浪过程并确定越浪量，对于斜坡堤的设计具有重要意义。
开敞式海堤波浪计算初探 开敞式海堤波浪计算初探 莆田市水利局 陈国宁 【摘要１面临外海的开敞式海堤工程设计中波浪要素及其近岸变形和越浪量的计算是海堤堤顶及断面设计的关键因素－本文通过对南 日、岩下、东吴等开敞式海堤工程设计实例。对波浪计算的方法、结果进行分析比较。阚述开敲式海堤设计工作中波浪要素及其近岸变
形计算的要点和越浪量分析的方法．以供参考。 【关曩词】开敞式海堤波浪计算探讨
前言 莆田市地处福建省沿海中部，海岸线总长３４３．６公里，现有 保护千亩以上海堤５１条，长２５３．５１公里。１９９２年至１９９６年开 展千亩以上海堤加固达标建设，共完成千亩以上海堤加固达标 １６２．１１公里．近几年陆续对其中部分堤段采取三面护砌的标准 进行了强化加固，共计完成海堤强化加固二、三规工程４１．９１公 里，使我市海堤工程防台防潮能力有了较大提升。但是海堤在台 风袭击下出险的情况仍时有发生，特别是部分面向外海的开敞 式海堤屡屡出险．给海堤工程安全度汛带来严峻考验。如南日海 堤在１９９６年８号台风中决口、赤歧海堤在２００６年“碧利斯”台 风中滑坡、岩下海堤在２００６年“格美”台风中决口等经验分析， 这些险情的产生，主要是开敞式海堤承受的强烈波浪作用引起 的．因此在海堤设计中要引起高度重视，并认真对待。 海堤设计国家标准＜堤防工程设计规范＞中的技术要求大多 是针对江堤和河堤，对与海堤有关的技术条款和规定大多是原 则性的．缺乏具体的技术要求。特别是有关海堤设计的波浪要素 的计算、波浪近岸变形、越浪量计算等方面，＜堤防工程设计规 范）中只有指导性的意见，没有明确具体的规定。而有关的波浪 分析计算是海堤设计的基础，应该给予足够的重视。 １开敞式海堤波浪要素计算方法 波浪要素是海堤设计的最重要参数，是决定海堤结构型式 和断面尺寸的基本条件之一，不同标准的设计潮位相差并不大， 而渡高的相差无形中相当于改变了海堤的防潮标准，对海堤的 高度、护面防护、基础以及投资等都有较大影响，直接关系到海 堤工程设计工作的质量、水平和投资。 ＜堤防工程设计规范）规定当工程地点有２Ｏ年以上长规测 波资料的，设计波高可采用频率分析的方法确定。工程地点无长 期测波资料时。在风区长度小于或等于ｌＯＯｋｍ条件下，设计波 浪要素可采用风速推算的方法．即采用莆田试验站方法；但在开 敞式水域条件下，规范推荐采用历史地面天气图确定风场后。采 用风场推算波浪要素方法。在实际运用中，我市开敞式海堤设计 波浪要素计算主要采用莆田试验站方法、长期实测波浪资料频 率分析和利用天气图推算波浪要素三种方法。 １．１莆田试验站方法计算风浪要素 由于莆田试验站地处河口海岸，与浙江沿海岸站、长江口及
第11卷第8期中国水运V ol.11N o.82011年8月Chi na W at er Trans port A ugus t 2011收稿日期：2011-06-11作者简介：罗兴远（1983-），男，河南省范县人，大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验，硕士，研究方向为港口、海岸及近海工程。
金红山（）青海省互助人，中国人民解放军部队工程师。
一种越浪量测量的新方法罗兴远1，金红山2（1大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连116024；2中国人民解放军91987部队，辽宁大连116041）摘要：越浪量的测量是护岸和防波堤设计中的一项重要内容，文中介绍一种测量越浪量的新方法，图像分析法，即通过浪高仪记录越浪水体历时曲线即越浪过程线，通过视频图像分解得到越浪水体对应的水平速度，从而推求越浪量，将其测量结果与传统的称重法测量结果进行对比，二者吻合较好，表明新方法是比较合理的。
关键词：越浪量；图像分析法；称重法；测量中图分类号：U 442文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）08-0100-03一、引言波浪遇建筑物后会沿堤面上爬，当爬高超过堤顶时，即发生越浪。
实际海浪是不规则的，在一个波列中，可能只有少数波浪越顶，且每个波浪的越浪量是不同的。
整个波列的越浪量等于各个波浪（常取100个波）的越浪量之和（亦即累积越浪量）。
通常取单位时间内越过单位堤长的平均水量作为衡量越浪量的标准，叫做越浪流量，以Q ［m 3/(m s )］表示。
影响越浪量的因素很多，除了波高以外，主要的依次为相对顶高H c ′/H s 、坡比m 、入射波波陡H s /L 、相对水深d /H s 。
此外，护岸形式（包括挡浪顶墙的形状）、顶宽和护脚的形式等都影响到越浪量[1]。
越浪量的研究方法主要有数值模拟、物理模型试验和经验公式三种。
现有的数值模型仅仅被有限资料所验证，因此其通用性有待考证。
现有的研究成果对越浪量影响因素分析及计算方法的研究相对较多，但由于影响越浪量的因素很多，海堤或护岸越浪现象非常复杂，现有计算平均越浪量的公式，大多适用范围较窄，使用起来有很大的局限性，且彼此之间的计算结果差异也很大[2]。
因此，对于具体工程常通过物理模型试验测量越浪量的大小。
在物理模型试验中，测量越浪量通常采用称重法。
称重法应用广泛，但也有其局限性，对于不同的越浪形态，就不能反映出来。
而越浪形态的观测，对于分析越浪水体对后坡行人、车辆及结构物等的影响尤为重要[3]。
因此，本文采用一种新的越浪量测量方法，即由图像分析法推求越浪量，此方法可在准确测量平均越浪量的同时，观测每个越浪的形态，从而弥补了称重法的不足，将试验结果与传统的称重法测量结果进行对比，研究成果可供工程设计参考。
二、物理模型试验1．试验设备仪器及模型设计试验在大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室的海洋环境水槽中进行，水槽长50m ，宽3m ，深1m ，最大工作水深0.7m ，水槽一端配备大连理工大学自制的液压伺服不规则波造波机系统，可模拟规则波、椭圆余弦波及目前国内外常用的七种波谱，造波周期：0.5~5.0s 。
水槽另一端安装有消能网，可有效消除波浪反射的影响。
水槽试验段分为两部分，宽度分别为0.8m 和2.2m ，试验断面模型放置在0.8m 宽的部分，另一部分用以消除波浪的二次反射。
采用该实验室研制生产的DLY -1型波高、滤波、应变混合式测量仪（以下简称浪高仪）测量波要素、凑谱，浪高仪波高测量范围不小于30cm ，绝对误差小于1mm ，试验前进行标定，标定线性度大于0.999。
采用有机玻璃制成的接水容器收集越浪，并采用电子秤称重。
用录像系统同步记录越浪过程。
根据《波浪模型试验规程》（J TJ /T234-2001）[4]的相关规定，选用正态模型，按Frou de 相似定律设计。
试验模型断面和胸墙型式相同，如图1、2所示，胸墙采用水泥制作而成，胸墙和护面下铺碎石垫层，堤心采用更小的碎石堆成，胸墙弧面下端点与护面上端点相切。
模型护面采用四角空心块，水深0.32m1:1.75HcR=5c m7c m 1c m图1试验模型图2弧型胸墙2．越浪量测量方法越浪量测量在采用称重法的同时，尝试了一种新的测量方法——图像分析法。
测量仪器布置如图3、4所示，将接水容器放置在胸墙顶端中部，在胸墙后面左侧放置一个储水小盒，小盒顶端与胸墙顶标高一致，储水小盒中装满水，将浪高仪放置在里面，把录像系统放置在右侧记录越浪过程。
所有试验重复三遍,结果取其平均值。
1:1.75H c接水容器储水小盒浪高仪图3越浪量测量1974-91987第8期罗兴远等：一种越浪量测量的新方法101浪高仪储水小盒胸墙顶胸墙墙趾接水容器录像系统图4测量仪器俯视图（1）称重法由波浪模型试验规程[4]，建筑物越浪量试验宜采用不规则波。
平均越浪量q 定义为1个足够长(例如包含100个以上波浪)的波列在单位堤长、单位时间内的平均越顶水量,单位是(m 3/(m s ))或(L/(sm -1))。
即q=tb V （1）式中q ——单宽平均越浪量(m 3/(ms ))；V ——1个波列作用下的总越浪水量(m 3)；b ——收集越浪量的接水宽度(m )；t ——1个波列作用的持续时间(s )。
（2）图像分析法采用浪高仪采集以胸墙顶标高为零点，一个波列作用过程中越过堤顶水体的厚度随时间的变化过程，即越顶水体的时间过程线（以下简称越浪过程线）。
采样时距为0.02s ，采样长度为8192。
采用录像系统同步记录每个越浪的形态，并将视频中的每个越浪分解成每秒25帧的图片，观察越浪水体从胸墙顶至落下前水平运动的距离s 和所用时间t ，即可得到越顶水体水平速度u =s/t 。
图像分析法是根据胸墙顶的越浪过程线，并结合越顶水体的水平速度，分析得到越浪量。
即假设一个波列在宽度为b 的胸墙顶的越浪过程线如图5所示。
其中，竖轴代表越过堤顶水体的厚度h （以下简称越水厚度），横轴代表采样点，共N （i=1……N ）个，采样时间间隔为△t 。
该波列共计发生越浪M 个。
△t△smnu jS jSMuM越水厚度h(m )u i4008001200160020002400280032003600采样点0.100.120.140.160.080.060.040.02Nh ih i+1图5一个波列的越浪过程线对于图5中的第j （j=1……M ）个越浪，从时刻i △t 到（i+1）△t 范围内，越顶水体的厚度从h i 变化为h i+1，相应的时间段内，越顶水体的水平速度为u i ，则该时间段内，越过堤顶的水量为()b u S b u t h h Q i i i i i i =+=+11于是，第j 个越浪的水体体积为∑=ij Q Q 由公式（2.1）可得越浪量tbN Q bt Vq j ∑==由于每个越浪通常是一团水体Qj ，简便起见，可认为该水体具有相同的水平速度u j ，于是∑∑===jj i j i j S u b S u b Q Q 从而，由图像分析法所得的越浪量可以表达为tN S uq Mj jj=∑=1（2）式中q 为平均越浪量，单位是(m 3/(m s ))；V ——1个波列作用下的总越浪水量(m 3)，b ——越浪水体单位宽度(m)；t ——1个波列作用的持续时间(s )，t=N △t 。
（3）试验参数试验参数如表1所示，表中d 为水深(m)；H s 为有效波高(m)；T p 为谱峰周期(s)；H c ′为胸墙墙顶在静水面以上的高度(m)。
表1试验参数水深d(m)H s (m)T p (s)H c ′(m)0.320.096 2.140.090.320.105 2.140.090.320.105 2.260.090.320.114 2.260.090.320.1142.410.09（4）典型越浪形态在试验过程中观测到比较典型的越浪形态，如图6、7所示。
图6越浪形态由图6可见，弧型胸墙顶部越浪由较多的实际水体和溅起很高的弧形水舌构成。
图越浪形态27102中国水运第11卷由图7可见，弧型胸墙顶部越浪由大量的实际水体和很少的水花构成，且水花占越顶水体的比重很小。
三、试验结果及分析1．越顶水体厚度及水平速度越浪过程线如图8所示。
图8越浪过程线由图8可知，越浪大浪很多，且大浪的数量及越水厚度随着波高、周期的增加而增加，是由于波高较大、周期较长，容易产生越浪，随着波高、周期的增加波浪爬高更加容易。
越顶水体水平速度随越水厚度的变化如图9所示。
图9越顶水体水平速度随越水厚度变化由图可见，越顶水体水平速度均随越水厚度的增加而增大。
2．越浪量由公式（1）（2）计算，得试验模型无因次平均浪量3g /s H Q 随相对胸墙顶高变化如图10所示。
图10越浪量随相对胸墙顶高变化由图10可知，图像分析法所得越浪量和称重法所得越浪量均随相对胸墙顶高的增大而减小，图像分析法结果略小于称重法试验结果，且相对误差随着相对胸墙顶高的增大而增大，是由于：①越浪以实际水体为主，水花或水舌比较少，如图7所示的越浪较多，如图6所示的越浪较少；②随着相对胸墙顶高的减小、周期的增加，如图6所示的越浪越来越少，如图7所示的越浪越来越多。
四、讨论与展望本文对图像分析法结果与称重法试验结果进行了比较分析，具体结论如下：（1）越顶水体水平速度随越水厚度的增加而增大。
（2）弧型胸墙顶部越浪通常由实际水体和水舌或激散的水花构成，激散的水花或水舌散开形成的水花均不能被浪高仪读取，弧型胸墙顶部越浪中水舌或激散的水花占越顶水体的比重越小，图像分析法结果与称重法试验结果吻合越好。
（3）图像分析法结果总体上小于称重法试验结果，相对误差随着越浪量的增大而减小，越浪量越大，图像分析法结果与称重法试验结果吻合越好，表明图像分析法是合理的，可行的。
参考文献[1]俞聿修．随机波浪及其工程应用（第3版）[M]．大连：大连理工大学出版社，2003．[2]张从联，钟伟强，江洧，黄健东．护岸越浪量的试验研究[J]．水运工程，2005，(2)．[3]俞聿修．海岸工程的允许越浪量[J]．港工技术，2009，（2）:1-3．[4]JTJ/T 234-2001T,波浪模型试验规程[S ]．北京:人民交通出版社，2001．[5]JTJ 213-1998,海港水文规范[S]．北京:人民交通出版社，1998．[6]琚烈红．斜坡堤防浪墙型式合理性试验研究[J ]．水运工程，2006，(5)．[7]范红霞．斜坡式海堤越浪量及越浪流实验研究[D]．南京:河海大学，2006．[8]王颖，薛雷平，刘桦．弧形防浪墙波浪力的试验研究[D]．水道港口，2007，(2)．[9]李晓亮．斜向和多向不规则波在斜坡堤上越浪量的研究[D]．大连:大连理工大学，2008．[10]李昌良，梁丙臣．不规则波越浪率计算的一个新公式[J]．海洋通报，2008,（10）：91-99．[]吴苏舒，张玮．引导式弧形胸墙返浪效果研究[]．哈尔滨工程大学学报，，（）：666．911J 200878-72。
