海流最大可能流速的计算,应尽量根据实测海流利用统计关系求得。在潮流和风海流为主的近岸海区,海流最大可能流速等于潮流最大可能流速与风海流最大可能流速的矢量和。
潮流最大可能流速vmax按照以下方法计算:
(1)在规则半日潮流海区,vmax计算为
式中 WM2、WS2、WK1、WO1、WM4、WMS4——M2分潮、S2分潮、K1分潮,O1分潮、M4分潮和MS4分潮的椭圆长半轴矢量,流速单位为cm/s。
(2)在规则全日潮流海区,vmax计算为
(3)在不规则半日潮流或不规则日潮流海区可选取两者之中较大者。在潮流比较显著的近岸海区,风海流是余流的主要组成部分。在有长期海流连续观测资料的基础上,可用统计方法求得余流特征值。在海流实测资料不足的情况下,如果只有风的观测资料,风海流的量值[7]计算为
式中 vw——风海流的速度,m/s;
θw——风海流的流向,(°);
U——风速,m/s;
β——海底等深线方向;
k——系数,取0.024≤k≤0.030。
在国际上,通常认为海流由潮流和风生流两者叠加而成。深度z处的海流流速v(z)确定为
式中 z——纵坐标,坐标零点位于静水面处,竖直向上为正;(www.xing528.com)
h——从静水位开始的水深(正数);
h0——风生流参照水深,挪威船级社DNV标准[8]中取h0=50m,国际电工协会IEC标准[9]中取h0=20m;
vwind0——静水位处的风生流流速;
vtide0——静水位处的潮流流速。
除有实测资料外,结合式(3-9),静水位处的风生流流速vwind0计算为
式中 U0——海平面以上10m处1h平均风速,它存在以下转换关系:1h风速=0.916倍10min风速;
k——取值为0.015~0.03。
在近岸区域由于水深变浅常出现波浪破碎现象,波浪破碎时将产生破波流,在靠近岸边区域水流流向与岸线平行,由于波浪破碎而产生的水流流速vbw计算为[10]
式中 s——海底斜率;
Hb——破碎波波高;
g——重力加速度。
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