JTJT277-2006 水运工程波浪观测和分析技术规程.pdf

中华人民共和国行业标准J-】r J T2 7 7-2 0 0 6水运工程波浪观测和分析技术规程T e c h n i c a lR e g u l a t i o n so nW a v eO b s e r v a t i o na n dA n a l y s i si nP o r ta n dW a t e r w a yE n g i n e e r i n g2 0 0 6 1 2 2 0 发布2 0 0 7 0 5 0 1 实旌中华人民共和国交通部发布中华人民共和国行业标准水运工程波浪观测和分析技术规程J T J T2 7 7 2 0 0 6主编单位：南京水利科学研究院批准部门：中华人民共和国交通部施行日期：2 0 0 7 年5 月1 日厶庆安通癣磁祀2 0 0 6 北京关于发布水运工程波浪观测和分析技术规程)(J T J T2 7 7-2 0 0 6)的知交水发 z 0 0 6 3 7 2 3 号各省、自治区、直辖市交通厅(委)，上海市港口管理局，长江、珠江航务管理局，长江口航道管理局，有关企事业单位：由我部组织南京水利科学研究院等单位制定完成的水运工程波浪观测和分析技术规程，业经审查通过，已被批准为推荐性行业标准，编号为(j T j T”7 2 0 0 6)自2 0 0 7 年5 月1 日起施行。本规范由我部水运司负责管理和解释，由人民交通出版社发行。中华人民共和国交通部二o o 六年十二月二十日制定说明本规程是在总结国内外水运工程波浪观测经验和分析技术的基础上，通过调查研究，借鉴相关标准，广泛征求意见编制而成。本规程主要包括观测站点布设、观测仪器、数据采集、波浪记录处理和观测资料综合分析等技术内容。几十年来，现行国家标准海滨观测规范(G B T1 4 9 1 4)和海洋调查规范海洋水文观测(G B1 2 7 6 3 2)对水运工程波浪观测起到了积极作用。随着水运工程建设事业的发展，为进一步总结我国水运工程现场波浪观测的经验，提高波浪观测及分析技术水平，交通部水运司组织南京水利科学研究院等单位制定水运工程波浪观测和分析技术规程。本规程主编单位为南京水利科学研究院，参加单位为大连理工大学、中国科学院南海海洋研究所和国家海洋局第三海洋研究所。本规程共分8 章和5 个附录，并附条文说明。本规程编写人员分工如下：1 总则：左其华陈国平2 术语：左其华黄海龙3 基本规定：左其华陈国平周益人4 观测站点布设：陈国平王登婷张金善5 观测仪器：朱良生孙瀛蔡守允王登婷6 数据采集：王红川朱良生孙瀛潘军宁7 波浪记录处理：俞聿修8 观测资料综合分析：潘军宁王红川左其华附录A 附录D：俞聿修1附录E：王红川附加说明：王红川本规程于2 0 0 6 年l o 月2 0 日通过部审，于2 0 0 6 年1 2 月2 0 日发布，自2 0 0 7 年5 月1 日起实施。本规程由交通部水运司负责管理和解释。请各有关单位在使用过程中，将发现的问题和意见及时函告交通部水运司(地址：北京市建国门内大街1 1 号，交通部水运司工程技术处，邮政编码：1 0 0 7 3 6)和本规程管理组(地址：南京市广州路2 2 3 号，南京水利科学研究院，邮政编码：2 1 0 0 2 9)，以便修订时参考。2目次l 总则2 术语3 基本规定-4 观测站点布设41 观测站组成42 观测基站43 波浪观测点5 观测仪器5 1 一般规定52 观测仪器选型一5 3 观测仪器安装和调试6 数据采集一7 波浪记录处理71 一般规定72 渡浪要素分析73 波浪频率谱分析-74 波浪方向谱分析7 5 资料整理一8 观测赍料综合分析81 一般规定8 2 波浪特征综合分析83 特征波浪谱综合分析84 观测资料综合分析报告-附录A 随机数据时间序列的谱分析；n 但oooo，附录B 贝叶斯法分析波浪方向谱附录c 随机数据时间序列的互谱分析附录D 波浪观测月报表附录E 本规程用词用语说明附加说明本规程主编单位、参加单位、主要起草人、总校人员和管理组人员名单附条文说明2(2 1)(2 4)(2 6)(2 8)(2 9)(3 1)1 总则1 0 1 为统一水运工程波浪观测和分析的要求，提高观测成果的可靠性，为水运工程建设提供科学数据，制定本规程。1 0 2 本规程适用于海岸、近海和内陆等水域波浪的观测和分析。1 0 3 水运工程的波浪观测和分析除应符合本规程的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2 术语2 0 1 波向波浪传来的方向。2 0 2 波高波面上相邻两个下跨或上跨零点问波谷底至波峰顶之间的垂直距离。2 0 3 波周期波面上相邻两个下跨或上跨零点问的时间间隔。2 0 4 波浪要素表征一定水域和特定时段波浪状况的变量，如波向、波高、波周期和波长等。2 0 5 波群波列中大于某一波高的若干个连续出现的波浪。2 0 6 连长波群内的波浪个数。2 0 7 频率谱波浪能量随频率变化的分布。2 0 8 方向分布函数波浪能量沿方向分布的函数。2 0 9 方向谱波浪能量随频率和方向变化的分布。2 0 1 0 波动参数描述波浪运动的参数，如波面、水质点速度、水质点加速度和波动压力等。23 基本规定3 0 1 波浪观测应确保对大浪的观测。波浪观测资料应反映水运工程所在水域波浪的基本特征和变化。3 0 2 波浪观测仪器和观测方法应合适、可靠。波浪观测资料应具有完整性和连续性。3 0 3 波浪观测应包括波高、波周期和波向的观测，宜同时观测风和水位，必要时应进行水流观测。3 0 4 波浪观测点的布设和观测仪器的选型应根据工程的需要和工程所在水域的环境确定。3 0 5 波浪观测前应编制观测大纲，观测大纲应包括下列内容：(1)观测项目概况、观测目的、内容和要求；(2)采用的技术标准；(3)观测仪器和观测方法；(4)数据采集和处理方法；(5)实施方案；(6)预期成果；(7)质量保证体系。3 0 6 波浪观测实施时应建立波浪观测工作大事记，并应记人观测实施期间的仪器安装、调试，观测设备异常、观测站点位置变更及灾害天气过程等情况。3 0 7 波浪观测期问应观察工程所在水域的环境变化，并应分析其对观测结果的影响。3 0 8 波浪观测工作结束后应编写波浪观测报告。3 0 9 根据工程建设项目的要求应对波浪观测资料进行综合分析，并应编写综合分析报告。3 0 1 0 波浪观测期间有关风、水位、水流等的观测和分析应符合国家现行有关标准的规定。44 观测站点布设4 1 观测站组成4 1 1 观测站宜包括观测基站和波浪观测点、潮位观测点、风观测点，必要时应包括水流观测点。4 2 观测基站4 2 1 观测基站宜布设在视野开阔，易于观测测波点的岸边。4 2 2 观测基站应布设在测波信号易接收处，并应避开强磁场和电讯信号的干扰。4 3 波浪观测点4 3 1 波浪观测点布设应保证对工程有重要影响波向的大浪观测。4 3 2 水下的波浪观测点应布设在底床较为平坦、冲淤相对较小的水域。4 3 3 浮式测波仪的观测点应便于锚系的投放及固定，水域的最大水流速度宜小于2 m s，最小水深宜大于5 m。4 3 4 声学测波仪可安装在固定结构物上，并应考虑结构物对波浪反射的不利影响。4 3 5 测波杆或测波线可安装在固定结构物上，必要时应根据水位变化及时调整测波杆或测波线的位置。4 3 6 当结构物对波浪有反射影响时，宜考虑增设波浪观测点。55 观测仪器5 1 一般规定5 1 1 观测仪器的量测范围应根据工程需要和观测点的波浪尺度确定。5 1 2 观测仪器量测波高、波周期、波向的允许偏差应符合表5 1 2 的规定。仪器量测允许偏差表5 12量测项目允许偏差H 1001波高且(m)H lO1 0 量测值渡周期r(s)O5渡向日(。)5 1 3 观测仪器的安装应按各仪器的使用要求进行。5 1 4 波浪观测期间应及时维护和检查观测仪器。5 2 观测仪器选型5 2 1 波浪观测应采用性能可靠的观测仪器，可选用浮式、声学式、压力式观测仪器和测波杆或测波线。采用新型的波浪观测仪器时，其性能应能满足水运工程的需要。5 2 2 同一水域同时多点观测波浪时，宜采用相同类型的观测仪器。选用不同类型的观测仪器时，应对比分析不同类型仪器量测精度和结果的一致性。5 2 3 方向谱的波浪观测宜选用能得到方向谱的观测仪器或选用由其他波浪观测仪器组成的阵列式观测系统。65 2 4 传感器入水深度大于工程要求量测的最小波周期对应波长的1 3 时，不宜采用压力式观测仪器。5 2 5 采用水上声学测波仪时，应考虑破波和雨水对量测精度的影响。5 2 6 测波杆和测波线宜用于湖泊、水库等水域的波浪观测；有安装条件时也可用于海域的波浪观测。5 3 观测仪器安装和调试5 3 1 浮式观测仪器安装和调试应符合下列规定。5 3 1 1 锚碇系统应根据观测仪器使用要求，结合观测点水深、水流最大流速和水底底质条件配置，并能承受恶劣条件下浪、流的冲击。5 3 1 2 浮标投放前，应对传感器等设备的性能进行调试，通过模拟传感器在波浪中的运动，分析量测结果与模拟结果吻合程度。5 3 1 3 仪器处理系统应使用已有的观测资料进行检验。5 3 1 4 浮标和锚系投放应满足下列要求：(1)浮标投放前，检查浮筒和锚碇系统的完整性、部件联接的正确性和牢固性；(2)在流速小和波况较平静时投放浮标；(3)浮标投放后及时准确定位并量测观测点水深；(4)投放浮标和锚碇系统至少2h 后开始正式观测。5 3 2 声学观测仪器安装应符合下列规定。5 3 2 1 传感器的安装应牢固可靠。5 3 2 2 传感器的安装应与结构物边缘保持一定距离，传感器发射波束的覆盖范围内必须无任何障碍物。5 3 2 3 通信设备天线应安装在结构物最高处，必要时应设置中转站。5 3 3 压力式观测仪器安装前应进行校准检查。传感器应安装在固定结构物上。75 3 4 测波杆和测波线安装调试应符合下列规定。5 3 4 1 测波杆和测波线应保持铅直，必要时应根据水位变化及时调整其入水深度。5 3 4 2 测波杆和测波线安装前应对传感器进行率定。使用过程中宜对传感器定期率定，并应适时清洗传感器表面。86 数据采集6 0 1 波浪观测数据采集应每3h 进行1 次，观测时刻应分别为当地时间的0 2、0 5、0 8、1 1、1 4、1 7、2 0、2 3 时整，采样的时间问隔不宜大于0 2 5s。在大浪出现和工程需要时应增加波浪观测的次数或连续观测，观测时间间隔不应大于lh。6 0 2 大浪观测数据宜及时回收。6 0 3 每次观测连续记录波浪个数不应少于1 0 0 个，且连续记录的时间不应少于1 7v a i n。需要分析方向谱或波群时，连续记录的波浪个数不宜少于2 0 0 个。6 0 4 采用阵列式仪器采集波浪数据时应符合下列规定。6 0 4 1 测波向时，应至少采集3 个波动参数的同步资料。6 0 4 2 测波浪方向谱时，应至少采集4 个波动参数的同步资料。6 0 4 3 仪器的阵列形式和仪器间的间距应根据当地波浪实际情况确定。97 波浪记录处理7 1 一般规定7 1 1 进行波浪频谱分析和波浪统计特征分析时，处理的波浪记录长度不应少于1 0 0 个波，分析方向谱和波群时处理的波浪记录长度不宜少于2 0 0 个波。7 1 2 处理量测数据前应进行数据可靠性分析，剔除明显错误的数据，并应进行合理处理。7 1 3 量测数据受到噪声干扰时，处理量测数据前应进行光滑或采用滤波方法消除噪声。7 1 4 处理量测数据前应消除量测数据中的零点漂移影响。7 1 s 波浪记录处理应给出波浪要素，根据工程需要尚应对大浪记录分析频率谱，必要时应分析波浪方向谱和波群特性。7 1 6 根据工程需要应对大浪过程及时进行处理。7 2 波浪要素分析7 2 1 分析波浪要素可采用跨零点法，并设置阈值，逐个计算出每个波的波高和相应的周期。阈值应根据实测波高和仪器的精度确定，也可取实测最大波高的2 一4。7 2 2 分析特征波要素时应将每个波的波高及相应的周期按波高从大到小排列成序列，得出最