2.4　海洋水文

2.4.1　波浪

風直接作用下形成和傳播的波浪稱為風浪，離開風場繼續(xù)傳播的波浪稱為涌浪或余波。前者為強制波，后者為自由波。涌浪再傳播進入另一個風場后的波浪稱為混合浪。波型特征以涌浪和風浪的頻率比表示，薛鴻超給出的各測站資料見表2.11。可以看出，大部分海區(qū)以風浪為主，南海更為顯著，浙東和福建風浪與涌浪并重，山東半島南岸則涌浪多于風浪。

波浪出現(xiàn)頻率最多的波向為常浪向，最大波高出現(xiàn)的波向為強浪向。通常將出現(xiàn)頻率、最大波高、平均波高分別標在16個方位上，得到波浪玫瑰圖。沿海的常浪向，遼東灣為SW，北黃海至石臼所為偏S，江蘇、上海、浙江、福建、廣東沿岸為NE和SE，廣西為NE和SW，海南西岸為SW。沿海的強浪向葫蘆島為NE，塘沽為SW，山東半島北岸為NNE和NE，北黃海沿岸為SE，山東半島南岸為NE，連云港和呂泗為NE和N，浙東和福建為SE，廣東為SEE，廣西為SE。

反映波浪能量和強度的是波高。沿海的平均波高，渤海和黃海較小，約0.5m，僅渤海海峽北隍城大于1.0m；東海為強浪區(qū)，除灘滸為0.4m外，都大于1.0m，北礵達1.5m；南海廣東較大，為1.0m左右，廣西較小，為0.5m左右，海南為0.5～0.7m。沿海的最大波高，渤海和黃海為3～9m，北隍城為8.6m；東海最大，部分超過10m；南海為2～9m，廣東較大，為6.5～9.0m，廣西較小，為2～4m，海南一般為5m左右。

周期也是波浪的重要特征，周期越長，波長越長，原始風浪時積累的能量越大，能傳播的距離越遠。我國近海平均波周期一般為2.3～5.5s，南北分布特點與波高相類似，東海最大，南海其次，渤海和黃海較小。

2.4.2　潮汐

大范圍的潮位漲落和周期性潮流運動對岸灘沖淤與河口演變、泥沙與其他物質(zhì)輸移及近海工程布置有重要的影響。由于大陸架水下地形復(fù)雜，周邊地貌形態(tài)多樣，潮流與潮流系統(tǒng)具有強烈的地區(qū)性特點，我國的沿海潮汐特征甚為典型。

潮型主要是規(guī)則半日潮、不規(guī)則半日潮、規(guī)則全日潮、不規(guī)則全日潮四種類型。我國沿海以半日潮為主，渤海、黃海、東海多數(shù)是規(guī)則半日潮，少數(shù)有不規(guī)則半日潮。南海以不規(guī)則半日潮和不規(guī)則全日潮為主，規(guī)則全日潮也有一定范圍。渤海黃河口有規(guī)則全日潮，而兩側(cè)為不規(guī)則全日潮。

潮差總趨勢是東海最大，黃海和渤海其次，南海最小。渤海沿海平均潮差0.7～2.7m，黃海平均潮差0.8～3.7m，東海平均潮差1.7～5.5m，南海平均潮差0.7～2.5m。

潮流有旋轉(zhuǎn)流和往復(fù)流兩種形態(tài)，我國沿岸海域以往復(fù)流為主。海峽常是強潮流區(qū)，流速大。

2.4.3　海流

海流是在風場作用下或海水密度不均勻引起的，沿著一定途徑的大規(guī)模海水流動。風場作用為風切應(yīng)力，海水密度不均勻為水平壓強梯度力，再加上地球自轉(zhuǎn)偏向力的影響，海流運動是三維的，是一種不同于潮流運動的非周期性水流運動。

淺海近岸水域，海流受底岸的摩阻作用和海岸的阻擋作用，流場更為復(fù)雜。實際上海流常同潮流運動結(jié)合在一起，有時統(tǒng)稱海流。本節(jié)所述海流指實測水流扣除潮流后的余流，我國沿海余流統(tǒng)計見表2.12。

2.4.4　典型區(qū)域資料

在04號海上測風塔附近安裝了浪流觀測設(shè)備，獲取了2年的實測資料；響水近海2MW試驗風機建設(shè)完成后，將浪流觀測設(shè)備移至試驗風機附近（響水近海2MW試驗風機距04號海上測風塔約3km），雖然觀測時間較短，但獲得了2012年8月2—3日“Damrey”臺風期間的寶貴數(shù)據(jù)：1h有效波高最大值3.22m，最大峰值波高達5.38m。浪流觀測設(shè)備安裝情況如圖2.12和圖2.13所示，實測資料具體見表2.13和表2.14。

“十一五”國家科技支撐計劃成果《響水近海風電場2MW試驗機組設(shè)計報告》中，根據(jù)連云港海洋站的波浪氣象資料、開山島（短期）的波浪氣象資料以及濱海新灘鹽場氣象站的風速風向資料，推算的設(shè)計波浪要素見表2.15。

考慮到“Damrey”為有氣象記錄以來登陸蘇北地區(qū)的最大風況，經(jīng)綜合分析，本節(jié)計算時取的浪流設(shè)計要素見表2.16。

江蘇北部海區(qū)受南黃海旋轉(zhuǎn)性駐波系統(tǒng)的控制，屬規(guī)則半日潮型。04號海上測風塔附近浪流觀測設(shè)備獲取了2年的實測資料。在海洋的沿岸和近海區(qū)，潮流一般遠大于海流，現(xiàn)場實測的流速為海流和潮流的合成流，具體見表2.17。

參考　“十一五”國家科技支撐計劃成果《響水近海風電場2MW試驗機組設(shè)計報告》，響水近海2MW試驗風機設(shè)計采用的潮流要素見表2.18。

04號海上測風塔位置處實測剖面最大點合成流速為4.95m/s，最大表層平均流速3.2m/s，實測平均流速0.66m/s，遠低于2MW試驗風機設(shè)計平均流速。