鄱阳湖区风浪统计特性及计算方法研究

论文摘要

本文是依托江西省交通厅科技项目的资助课题。鄱阳湖是我国第一大淡水湖,一直是江西省的防洪重点。由于风浪携带一定的能量,强风大浪会对堤岸造成巨大的冲击作用,有时还会出现覆舟沉船的现象。鄱阳湖风浪主要发生在河湖交界处和湖泊束水区,且鄱阳湖水位具有涨落复杂及变幅大的特点,最大波高可达一米以上,这给新建港口的码头设计高低水位的确定带来了很大困难,同时作为江西省防洪重点的鄱阳湖区,在洪水期间要承受风浪靠近堤岸时的增水作用。风浪研究是开展风浪与堤岸相互作用研究的基础,开展对鄱阳湖风浪统计特性及风浪谱的研究,可为解决鄱阳湖的可持续发展提供依据。于2007年6—9月,在星子港航所和都昌港航所的配合下,作者在星子县银星造船厂和都昌县老爷庙附近的湖面上进行风浪的原型观测。根据鄱阳湖区的观测资料,进行了小波分析法(Wavelet)风浪谱估计和传统的自相关函数法(FTA)及快速付氏变换法(FFT)估计方法的分析比较,讨论了小波分析法的原理。结果表明,小波分析法优于传统方法,小波分析法可以得出波浪能量在时间域和频率域上的三维分布特性,且将小波分析的结果对时间积分后,可以得到波浪谱在频率上的分布,所得频谱相比较传统方法得出的结果更加精确,信息量更大。最后利用数理统计和理论分析的方法,作者还探讨了鄱阳湖区的波高和波周期的一元和二元联合,研究了鄱阳湖风浪要素与风速、风区长度和水深的关系,得出一组适用于深水和浅水的各种风浪状态的波要素计算公式。所提出的无因次风浪谱公式及波要素计算公式与实测值具有很好的一致性,吻合较好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概 述
• 1.1 鄱阳湖区风浪的研究意义和目的
• 1.2 国内外关于风浪问题的研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 鄱阳湖风浪的原型观测
• 2.1 鄱阳湖情况的描述
• 2.2 风浪的原型观测
• 2.3 原型观测资料的处理
• 第三章 鄱阳湖的风浪谱分析
• 3.1 引言
• 3.2 风浪谱的估计
• 3.3 鄱阳湖风浪频谱公式
• 第四章 鄱阳湖风浪统计特性的研究
• 4.1 引言
• 4.2 波高统计分布规律的研究
• 4.3 波周期统计分布规律的研究
• 4.4 波周期与波高统计关系
• 4.5 最大波高的统计特性
• 第五章 鄱阳湖区风浪预报方法研究
• 5.1 风浪要素计算公式的确定
• 5.2 计算公式的检验
• 5.3 风浪要素计算算例
• 结论和展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间发表论文目录）
• 附录B （攻读学位期间参与课题目录）