[发明专利]海底摩擦导致波浪衰减的实地测量方法

权利要求书

1.一种海底摩擦导致波浪衰减的实地测量方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

第一步：选择近岸为平坦或坡度较缓的浅海区域；

第二步：进行测点布局；

第三步：在已经布局的测点部署方向波潮仪；

第四步：进行测量，持续测量时间涵盖一天的涨落潮；

第五步：测量完毕后，回收方向波潮仪；

第六步：读取实测数据；

第七步：进行数据整理分析；

第八步：换算得到海底摩擦导致的波浪衰减系数；第八步中，换算的公式为

采用波浪动谱方程计算波浪衰减系数的表达式如下：

其中N＝E/σ为动谱，E为由测量时程波高换算得到的能量谱，S_f为底部摩擦带来的波浪衰减；U_x和c_gx分别是直接测量得到的测量线方向的流速和波浪群速度；t为时间量，x为测量线方向的坐标；σ为满足以下色散关系的圆频率：

σ²＝gk tanh(kd) (2)

底部摩擦项写为：

其中d为直接测量得到的水深，重力加速度g＝9.81m/s²；Γ为衰减系数，与摩擦系数f_w的关系为：

Γ＝f_wg|U_x| (4)

考虑到能谱内部能量转移的可能性，对式(1)式进行积分得到：

其中，

设，

那么，

BΓ＝A (10)

通过最小二乘法得到衰减系数Γ；对于计算过程中的积分项，这里采用梯形积分进行计算，微分项则采用差分法进行计算，即：

Δx为测点间距在波浪传播方向上的投影，Δt为每组参数测量时间间隔；k是波数；(6)～(8)式中的f是指频率。

2.如权利要求1所述的海底摩擦导致波浪衰减的实地测量方法，其特征在于：所述测点布局可以采用直线或矩阵形式。

3.如权利要求2所述的海底摩擦导致波浪衰减的实地测量方法，其特征在于：所述直线形式的测点布局采用三测点。

4.如权利要求2所述的海底摩擦导致波浪衰减的实地测量方法，其特征在于：所述直线形式的测点布局采用五测点。

5.如权利要求2所述的海底摩擦导致波浪衰减的实地测量方法，其特征在于：所述矩阵形式的测点布局采用四测点。

6.如权利要求2所述的海底摩擦导致波浪衰减的实地测量方法，其特征在于：所述矩阵形式的测点布局采用九测点。

7.如权利要求1所述的海底摩擦导致波浪衰减的实地测量方法，其特征在于：所述方向波潮仪采用自容式测量，内置干电池，整体安装在金属支架上。

8.如权利要求1所述的海底摩擦导致波浪衰减的实地测量方法，其特征在于：所述方向波潮仪采样频率范围在1～8Hz。