海洋学-第3章.pdf

第三章 海浪 主讲教师：张敬 船舶与海洋工程系 本章主要内容： 海浪的类型 海水的形成 海水波动方程 巨浪可引起海上船舶倾覆、折断和触礁，摧毁海上平台，对海上运输和 施工、渔业捕捞、海上军事活动等带来很大的灾害。 巨浪可摧毁沿海的堤岸、海塘、码头、海水养殖设施等各类海工建筑物。 海浪对沿岸工程设施的破坏往往是毁灭性的：巨浪把1370吨重的混凝土 块移动了10米，把20吨的重物从4米深的海底抛到了岸上；冲击海岸能 激起60-70米高的水柱。 海浪有时还会携带大量泥沙进入海港、航道，造成淤塞等灾害。 §3.1 海浪的类型 一、海浪要素 波浪的概念  波浪是海水的重要运动形式之一。  波浪是海水在外力的作用下，水质点离开其平衡位置做周期性 或准周期性运动，并带动临近质点，导致其运动状态在空间的 传播。  波浪的主要特征：海水运动随时间与空间的周期性变化。  海浪要素  波峰crest波面的最高点  波谷trough波面的最低点  波高height(H)相邻波峰与波谷之间的垂直距离  波幅amplitude (a)波高的一半  海浪要素  周期period(T)相邻两波峰或相邻两波谷相继通过一固定点所需要 的时间  频率frequency (f)在某一固定点上，单位时间内经过的波个数  二者关系f=1/T  海浪要素  波长 (λ或L)相邻两波峰或相邻两波谷之间的水平距离  波陡 (δ)波高与波长之比  海浪要素  波数 (k)在2π距离内包含的波个数  波速 (c)波峰或波谷在单位时间内的水平位移 (波形传播的速度)  海浪要素  波向线波形传播的方向线  波峰线通过波峰垂直于波向线 二、海浪的运动机理 水质点以近似于圆形的轨道作圆周运动。 运动半径：随着水深的增加而减小。 三、海浪的分类 1.按海水相对深度分 h 1  深水波：   2 1 h 1  中水波：   20  2 h 1 1  浅水长波：  或  20 200 2.按周期分  0.1s以下 表面张力波  0.1~1s 短周期重力波  1~30s 重力波  30s~数十分钟 长周期重力波  5min~2h 长周期波  122min~4h 潮汐波  24h以上 超潮汐波 3.按生成原