2.4　海洋水文

2.4.1　波浪

风直接作用下形成和传播的波浪称为风浪，离开风场继续传播的波浪称为涌浪或余波。前者为强制波，后者为自由波。涌浪再传播进入另一个风场后的波浪称为混合浪。波型特征以涌浪和风浪的频率比表示，薛鸿超给出的各测站资料见表2.11。可以看出，大部分海区以风浪为主，南海更为显著，浙东和福建风浪与涌浪并重，山东半岛南岸则涌浪多于风浪。

波浪出现频率最多的波向为常浪向，最大波高出现的波向为强浪向。通常将出现频率、最大波高、平均波高分别标在16个方位上，得到波浪玫瑰图。沿海的常浪向，辽东湾为SW，北黄海至石臼所为偏S，江苏、上海、浙江、福建、广东沿岸为NE和SE，广西为NE和SW，海南西岸为SW。沿海的强浪向葫芦岛为NE，塘沽为SW，山东半岛北岸为NNE和NE，北黄海沿岸为SE，山东半岛南岸为NE，连云港和吕泗为NE和N，浙东和福建为SE，广东为SEE，广西为SE。

反映波浪能量和强度的是波高。沿海的平均波高，渤海和黄海较小，约0.5m，仅渤海海峡北隍城大于1.0m；东海为强浪区，除滩浒为0.4m外，都大于1.0m，北礵达1.5m；南海广东较大，为1.0m左右，广西较小，为0.5m左右，海南为0.5～0.7m。沿海的最大波高，渤海和黄海为3～9m，北隍城为8.6m；东海最大，部分超过10m；南海为2～9m，广东较大，为6.5～9.0m，广西较小，为2～4m，海南一般为5m左右。

周期也是波浪的重要特征，周期越长，波长越长，原始风浪时积累的能量越大，能传播的距离越远。我国近海平均波周期一般为2.3～5.5s，南北分布特点与波高相类似，东海最大，南海其次，渤海和黄海较小。

2.4.2　潮汐

大范围的潮位涨落和周期性潮流运动对岸滩冲淤与河口演变、泥沙与其他物质输移及近海工程布置有重要的影响。由于大陆架水下地形复杂，周边地貌形态多样，潮流与潮流系统具有强烈的地区性特点，我国的沿海潮汐特征甚为典型。

潮型主要是规则半日潮、不规则半日潮、规则全日潮、不规则全日潮四种类型。我国沿海以半日潮为主，渤海、黄海、东海多数是规则半日潮，少数有不规则半日潮。南海以不规则半日潮和不规则全日潮为主，规则全日潮也有一定范围。渤海黄河口有规则全日潮，而两侧为不规则全日潮。

潮差总趋势是东海最大，黄海和渤海其次，南海最小。渤海沿海平均潮差0.7～2.7m，黄海平均潮差0.8～3.7m，东海平均潮差1.7～5.5m，南海平均潮差0.7～2.5m。

潮流有旋转流和往复流两种形态，我国沿岸海域以往复流为主。海峡常是强潮流区，流速大。

2.4.3　海流

海流是在风场作用下或海水密度不均匀引起的，沿着一定途径的大规模海水流动。风场作用为风切应力，海水密度不均匀为水平压强梯度力，再加上地球自转偏向力的影响，海流运动是三维的，是一种不同于潮流运动的非周期性水流运动。

浅海近岸水域，海流受底岸的摩阻作用和海岸的阻挡作用，流场更为复杂。实际上海流常同潮流运动结合在一起，有时统称海流。本节所述海流指实测水流扣除潮流后的余流，我国沿海余流统计见表2.12。

2.4.4　典型区域资料

在04号海上测风塔附近安装了浪流观测设备，获取了2年的实测资料；响水近海2MW试验风机建设完成后，将浪流观测设备移至试验风机附近（响水近海2MW试验风机距04号海上测风塔约3km），虽然观测时间较短，但获得了2012年8月2—3日“Damrey”台风期间的宝贵数据：1h有效波高最大值3.22m，最大峰值波高达5.38m。浪流观测设备安装情况如图2.12和图2.13所示，实测资料具体见表2.13和表2.14。

“十一五”国家科技支撑计划成果《响水近海风电场2MW试验机组设计报告》中，根据连云港海洋站的波浪气象资料、开山岛（短期）的波浪气象资料以及滨海新滩盐场气象站的风速风向资料，推算的设计波浪要素见表2.15。

考虑到“Damrey”为有气象记录以来登陆苏北地区的最大风况，经综合分析，本节计算时取的浪流设计要素见表2.16。

江苏北部海区受南黄海旋转性驻波系统的控制，属规则半日潮型。04号海上测风塔附近浪流观测设备获取了2年的实测资料。在海洋的沿岸和近海区，潮流一般远大于海流，现场实测的流速为海流和潮流的合成流，具体见表2.17。

参考　“十一五”国家科技支撑计划成果《响水近海风电场2MW试验机组设计报告》，响水近海2MW试验风机设计采用的潮流要素见表2.18。

04号海上测风塔位置处实测剖面最大点合成流速为4.95m/s，最大表层平均流速3.2m/s，实测平均流速0.66m/s，远低于2MW试验风机设计平均流速。