JTS 145-2-2013 海港水文规范.pdf

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  • 3.2.1确定设计高水位和设计低水位,进行高潮、低潮和历时累积频率以及乘潮潮位累 积频率统计,应有完整的一年或多年的实测潮位资料。

    2.2潮位累积频率统计应符合下列规定

    2.2.2历时累积频率应按下列步骤统计

    (1)从逐时潮位资料中无损检测标准规范范本,统计其在不同潮位级内的出现次数,潮位级的划分采用小 等于10cm为一级:

    (2)由高至低逐级进行累积出现次数的统计; (3)各潮位级的累积频率为年或多年的总时次除各潮位级相应的累积出现次数; (4)以纵坐标表示潮位,以横坐标表示累积频率,将各累积频率值点于相应潮位级下 限处,连绘成历时累积频率曲线,然后在曲线上摘取1%或98%的潮位值

    3.2.5潮汐性质的相似性可按下列方法

    (1)潮位过程线比较法,将两个港口半个月以上短期的同步每小时潮位分别点绘两 过程线,使两过程线的平均海平面重叠在一起,且使两过程线的高潮和低潮时间尽量一 致,比较两过程线的潮形、潮差、日不等等情况; (2)高潮或低潮相关比较,以纵、横两坐标分别代表两个港口的高潮位和低潮位,点 绘一个月以上短期同步的逐次高潮位或低潮位,连绘成相关线,比较两港口高潮位或低潮 位的相关情况。 3.2.6采用短期同步差比法时,高水位或低水位可按下列公式计算,

    式中hx、hsy 分别为原有港口和拟建港口的设计高水位或设计低水位(m); ANeANy 分别为原有港口和拟建港口的年平均海平面(m); Rx、R,一一分别为原有港口和拟建港口的一个月以上短期同步的平均潮差(m); 拟建港口短期验潮资料的月平均海平面(m); 44, 拟建港口所在地区海平面的月份订正值或近似采用原有港口海平面白

    3.2.8确定极端高水位和极端低水位,在进行高潮和低潮的年频率分析,应有不少于连 续20年的年最高潮位和年最低潮位实测资料,并应调查历史上出现的特殊水位。 3.2.9当有n个年最高潮位值或年最低潮位值h;,不同重现期的高潮位和低潮位可采用 极值工型分布律按下列公式计管

    2.11在原有n年的验潮资料以外,根据调查得出在历史上N年中出现过的特高潮 或特低潮位值不同重现期的高潮位值或低潮位值可按下列公式计算:

    hp=h±ApwS h=

    h——N年中出现过的特高潮位值或特低潮位值(m); h;—第i年的年最高潮位值或年最低潮位值(m)。 3.2.12特大值的经验频率可按下式计算:

    式中P一特大值的经验频率(%); N一一特高潮位值或特低潮位值经历的年数。 3.2.13对于不同重现期的高、低潮位值,也可与实测资料拟合,选配皮尔逊Ⅲ型曲线进 行计算。 3.2.14对于潮位实测资料年限不足的港口,极端高水位和极端低水位可按附录C 确定。

    4.1.1设计波浪的标准应包括设计波浪的重现期和波列累积频率。 4.1.2在进行直墙式、墩柱式、桩基式和一般的斜坡式建筑物的强度和稳定性计算时,设 计波浪的重现期应采用50年。破坏后不致造成重大损失的斜坡式护岸等非重要建筑物, 其设计波浪的重现期可采用25年;对于大水深的重要建筑物,当重现期100年的波高大 于或等于重现期50年的同一波列累积频率的波高1.15倍时,其设计波浪的重现期可采 用100年,且其极端高水位的重现期可相应调整为100年。 4.1.3进行直墙式、墩柱式、桩基式和斜坡式建筑物的强度和稳定性计算时,设计波高的 波列累积频率标准应按表4.1.3采用。当推算的波高大于浅水极限波高时,应采用极限 波高

    4.1.1设计波浪的标准应包括设计波浪的重现期和波列累积频率。

    设计波高的累积频率标准

    d < 0.3 时,F取 5%

    式中L 一波长(m); g——重力加速度(m/s); T—平均周期(s);

    T, =1.15T T, = 1. 05T, = 1. 21T

    4. 2. 5 在不同 H/d 情况下,Hi1on ~ He 4% ,H zm ~ Ha% ,Hr, ~ H 3%

    H1/10 =2. 03 H1/s = 1.60 H H. =1. 13 H

    4.3不同重现期设计波浪的推算

    4.3.1海港工程所在位置或其附近有较长期的波浪实测资料时,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,确定不同重现期的设计波高。必要时,可用历 史关气图对当地历史上大的台风等情况和个别年份缺测大浪的情况进行波浪要素的计 算,延长、插补实测波浪系列,其计算可按第5章的有关规定执行。 4.3.2某一重现期的设计波高相对应的波浪周期的推算应符合下列规定。 4.3.2.1当地大的波浪主要为风浪时,可由风浪的波高与周期的相关关系外推与该设 计波高相对应的周期,或按表4.3.2确定相应的周期。

    风浪的波高与周期的近似关系

    4.3.2.2当地大的波浪主要为涌浪或混合浪时,可采用与波浪年最大值相对应的周期 系列进行频率分析,确定与设计波高为同一重现期的周期值。 4.3.3采用海港工程附近观测台站的波浪资料时,应考虑地形和水深的影响,分方向检 验资料的适用程度。地形不复杂时,可对观测点某一重现期的波浪进行浅水折射分析,确 定海港工程所在位置同一重现期的波浪要素。 4.3.4进行波高或周期的频率分析时,连续的资料年数不宜少于20年。需确定某一主 波向不同重现期的设计波浪时,年最大波高及其对应周期的数据,可在该方向左右各 22.5°的范围内选取;需每隔45°的方位角都进行统计时,对每一波向应只归并相邻个 22.5°内的数据。 4.3.5波高和周期的频率曲线,可采用皮尔逊Ⅲ型曲线。皮尔逊Ⅲ型曲线可按下列方法

    4.3.5波高和周期的频率曲线,可采用皮尔逊Ⅲ型曲线。皮尔逊Ⅲ型曲线可打

    式中X一波高的平均值(m); N一一特大波高值经历的年数; XN年中的特大波高值(m); n一一波高的个数; X,一波高变量(m); Cv一波高的离差系数。 4.3.8海港工程所在位置及其附近均无较长期的测波资料时,不同重现期的设计波浪可 按下列方法推算。 4.3.8.1对岸距离小于100km时,可根据当地的重现期设计风速和对岸距离,根据第5 章的方法间接确定不同重现期的设计波浪。不同重现期的设计风速,可按第4.3.4条 第4.3.7条的方法计算。 4.3.8.2对岸距离较长时,可在历史天气图上选择各方向每年最不利的天气过程,用 第5章的方法计算波浪要素的年最大值,然后按第4.3.4条第4.3.7条的规定进行频 率分析。 4.3.9按第4.3.8条计算的结果应与短期测波资料推算的结果进行比较分析,确定设计 波浪。短期测波资料进行经验频率分析的方法,可按附录F采用。 4.3.10台风多发海区,当某一波向上出现一年中有一个以上较大台风波高时,可按台风 波高的最大值系列取样,采用泊松一冈贝尔复合极值分布律确定不同重现期的设计波高。 4.3.11当有几个实测或计算得出的某一累积频率的台风波高H系列时,不同重现期的 设计波高H,可按下列公式计算:

    式中Hp—与年频率(%)对应的设计波高(m),P=100/T,T为重现期(年); X,根据泊松一冈贝尔复合极值分布律得出的计算式,与台风浪年均频次入有 关,入 ,N为台风浪资料总年数,X,可根据设计频率P和相应的入值由 附录E附表E.0.2查得; α一一系数; u一一系数; P—年频率(%); 入一一台风浪年均频次; 0n系数,可由附录E表E.0.1查得; Sn个台风波高的均方差(m); H—一n个台风波高的平均值(m); yn一系数,可由附录E表E.0.1查得; H一波高变量(m); n一一台风波高个数。

    海港水文规范(JTS145——2—2013)5外海波浪要素的计算5.1风场要素和水域平均深度的确定5.1.1计算风浪要素时,可将风速和风向比较一致的水域划分为风区。风区内的风速差不宜大于2~4m/s,高风速时取大值,风向差不宜大于±30°。在地面天气图上,可将等压线的走向或密度有显著改变处取为风区的边界。风区长度可取计算点至风区上沿的距离。影响计算点的风场范围较大时,可同时划出一个以上的风区。5.1.2陆地附近的水域宜采用船舶及岸上台站的测风资料,并根据观测方法的特点、天气形势以及各观测资料间的协调性等方面对测风资料进行检验,确定某一时刻风区内的风速和风向。风区内有较可靠的海上测风资料时,可由此资料或其平均值确定风区内的风速和风向;无较可靠的海上测风资料时,可参照岸站测风资料及天气形势确定风区内的风速和风向。注:①风速的取值标准应为海面上10m高度处风速;②当用船舶测风资料时,可不作风速订正;③对于岸站测风资料,可采用2min平均风速,并应根据各台站的特点,分别确定高度等订正系数,将观测风速订正为海面上10m高度处的风速值。5.1.3测风资料较少的外海地区,可根据天气图上的等压线按下述步骤确定某一时刻海面上的风速:(1)对风区附近的等压线进行检验,并作必要的修整;(2)确定风区所在的平均纬度Φ;(3)在风区内有代表性的位置处量取相邻两等压线间的间隔△n,风区内相邻几条等压线分布的密度很不均匀时,可以取几条等压线间的平均值,n以当地纬距表示;(4)由表5.1.3和天气图确定风区内海水与空气间的温度差AT,当气温大于水温时,AT为负值;(5)根据An、Φ和AT由图5.1.3查得海面风速U。中国各海区表层水温(℃)表5.1.3经纬度(°)月份海区东经北纬671011渤海及黄119~12537 ~ 41海北部91319212422191210黄海南部11912531 ~ 3712420242420182114

    1.4一段时间间隔6~12h内的海面风速U可按下述方法确定。 5。1.4.1风速随时间变化不大时,可采用平均风速为其代表值。 5.1.4.2风速持续地上升或下降时,其代表值可分别采用下列公式计算:

    5.1.4一段时间间隔6~12hP

    U=0.3U,+0.7U U=0.2U,+0.8U

    U=0.2U,+0.8U,

    式中U一一风速代表值(m/s); U1、U2分别为始末两时刻的海面风速(m/s)。 注:在较长的时间间隔内,风速不断变化时,可按其变化的过程将总时间间隔划分为6~12h进 行计算。

    式中U一一风速代表值(m/s); U、Uz分别为始末两时刻的海面风速(m/s)。 注:在较长的时间间隔内,风速不断变化时,可按其变化的过程将总时间间隔划分为6~12h进 行计算。 5.1.5选定的风区内,如t,时刻以前风速小于5m/s,且自t,至tz时刻风向大致相同,则 2时刻风浪计算的风时可取t与t2的时间间隔。自t2至t时刻风向变化不大、时刻 风区内已有波高为H2的风浪时,应先计算在t2至t3间的风速作用下,产生波高为H2的 风浪所需的等效风时t.,具体计算可查图5.2.1,风时取t。与t之和来计算t时刻的风浪 要素,t为t2与t3的时间间隔。

    5.2风浪和涌浪要素的计算

    5.2风浪和涌浪要素的计算

    U2 gT, gH =0. 0135(ST) U U Ha =0. 0218U?

    S(f)—风浪频谱(m·s); G(f,)—方向分布函数。

    S(f)—风浪频谱(m·s); G(f.)—方向分布函数。

    5.3.2风浪频谱应按下列规定确定。

    波浪传播方向与主波向的夹角(°)

    5.3.2.1采用风浪频谱一时,应按下列方法计算: (1)对于H*≤0.1的深水水域,已知有效波高和有效波周期时,风浪频谱按下列公 算:

    S,(f) =0. 0824 T3 Hi3s P =95.3 T2. 7 Hi3 H* =0.626

    5外海波浪要素的计算

    ,5[2224+.0292) f>1.15fp时

    f>1. 15f,时

    3.3风浪的方向分布函数可按下列规定确定。 5.3.3.1有条件考虑波陆影响时.方向分布函数可按下列公式计算:

    5.3.3风浪的方向分布函数可按下列规定确定。

    f≤fp时 f≥f,时

    式中G(f,)一 一方向分布函数; G(s)一一方向分布函数中的系数; 方向分布集中度参数; 波浪传播方向与主波向的夹角,其变化范围为±T/2; 厂伽玛函数:

    5外海波浪要素的计算

    5外海波浪要素的计算

    海港水文规范(JTS145—2—2013)

    1.1对规则波进行折射计算时,应求得折射系数K,,确定波高和波向的变化,K,可 (6.1.1)计算。对不规则波折射计算时,可采用数值方法确定波要素的变化,计算中 的海浪谱根据第5.3节选定,频率和方向的分割数应保证计算结果的精度和稳定性。

    6.1.1对规则波进行折射计算时,应求得折射系数K,,确定波高和波向白

    式中K一折射系数; bo——深水区相邻两波向线的宽度(m); b计算点附近相邻两波向线间的宽度(m)。 5.1.2波浪折射水域有岛屿或海时,应考虑波浪的绕射作用。港口口门外有较长而深 的航道时,应考虑航道对波浪折射和绕射的作用。 6.1.3海岸附近的波浪应按不同波向、周期和水位,进行波浪折射计算。折射计算时的 波浪周期可采用平均周期。

    国家标准风浪折射计算起始水深

    6.1.4.4折射计算的水域范围较大时,离岸较远的水域可用小比例尺地形图,离岸较 近的水域可用大比例尺地形图,不同比例尺的地形图应互相衔接。小比例尺的地形图可 用海图,工程附近的水域宜采用新测的地形图。

    6.2.1折射计算自d为L./2的深水区开始时,近岸计算点的波高按式

    6.3波浪在水流作用下的变形计算

    thkd L L c. U. thk,d c h=2T L

    住宅楼标准规范范本L thkd Z U. 1 thk,d c

    ....
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