论文部分内容阅读
波浪是海水重要的运动形式之一,波浪的研究对海岸保护、防止水土流失、海运、海上石油和天然气设施保护等都至关重要。在海洋工程的设计过程中,经常需要对各种海洋水文气象的极值参数进行统计分析,其中波浪极值参数作为一种重要的水文参数,对某些海洋工程来说是很必要的。海洋中的波浪观测资料是有限的,往往不能满足海洋工程的需求。随着海浪数值模式的发展和逐渐成熟,利用海浪数值模拟的方法来进行海浪研究成为获取目标海域波浪极值参数的重要手段。本文基于第三代海浪数值模式SWAN,利用CCMP风场资料(1988年1月~2010年12月)一共23年的风场资料作为输入场对中国海的海浪场进行模拟,并与22001号和21004号浮标资料对比验证,对比显示模拟结果基本可信,然后以此计算结果为样本进行波浪极值推算工作。常用的波浪极值参数推算方法是广义极值分布。本文引入广义帕雷托分布(GPD),采用部分历时序列法获取样本序列。相比于广义极值分布(GEV),基于部分历时序列法的GPD能够更加充分的利用原始资料,GPD模型也具有更高的拟合精度和稳定性,包括在高值区域,其实用性和说服力更强。分析了22001号浮标附近区域尺度参数和重现期极值分布情况,讨论了区域内的海洋环境状况。随着科技的进步和设计理念的进一步发展,为了优化海洋工程设计方案,经常把方向性波浪极值参数考虑在内。采用GEV模型进行波浪方向性极值推导,出现了强浪向重现期极值大于无方向性重现期极值的情况。分析其原因,很有可能是GEV模型样本取值方法的问题。采用GPD模型进行波浪方向性极值推导,没有再出现这一问题。在限制了阈值之后,出现在某一年的某一波向上没有超过阈值的样本出现的情况,这时就凸显了年最大值统计法样本量的稳定性。从结果上来说,GPD模型推算的重现期极值略大于GEV模型推算的重现期极值。