本書對港口航運海洋環境信息保障技術及應用進行了充分的總結及闡述,詳細介紹了一體化的港口航運海洋環境信息保障技術中模型的構建方式及預報系統的研發過程。該系統包括乘潮水位預報技術、海上溢油預測預警技術及泥沙輸運預報技術,可提供水文氣象、泥沙淤積等海洋環境信息。在書中以天津港和洋山港為例,展示了港口航運海洋環境信息保障技術的應用。港口航運海洋環境信息保障技術的研發成果對開展港口航運的管理、監測和安全保障工作能夠提供有益的參考,也能為保障港口航運穩定運行提供技術支持,為經濟的快速發展保駕護航。 本書可供從事港口、航運及海洋環境保障技術工作的業務人員和科研人員參考,也可供高等院校相關領域的研究生和高年級本科生使用。
2007年6月博士畢業于中國海洋大學物理海洋專業,現任國家海洋信息中心業務處處長。作為國家海洋信息中心學術帶頭人,完成和承擔多項項目,曾獲"海洋系統科技青年"榮譽稱號等多種獎項。
目 錄
第1章 港口航運海洋環境信息保障技術中的幾個關鍵問題1
1.1 乘潮水位業務化預報技術研究1
1.2 海上溢油應急預警技術研究2
1.3 河口海岸泥沙輸送技術研究3
第2章 流體力學基礎與海洋動力學模型的構建4
2.1 大氣模塊4
2.1.1 模型介紹4
2.1.2 模式配置5
2.1.3 系統框架7
2.1.4 考慮臺風過程的WRF初始場生成方案11
2.1.5 模型應用實例與結果驗證12
2.2 海浪模塊14
2.2.1 模式簡介14
2.2.2 模型應用實例與結果驗證15
2.3 海流模塊19
2.3.1 模塊簡介19
2.3.2 模型配置20
2.3.3 模式應用與結果驗證23
第3章 乘潮水位預報技術研究41
3.1 研究內容41
3.1.1 技術路線41
3.1.2 方法步驟43
3.2 結果驗證45
3.3 乘潮水位業務化預報系統軟件45
3.4 經濟社會效益與應用前景46
第4章 海上溢油預測預警關鍵技術研究48
4.1 海洋動力環境預報模塊49
4.1.1 數值模型介紹49
4.1.2 模型的參數設置61
4.1.3 預報成果63
4.2 氣象風場環境預報模塊64
4.2.1 預報系統構建64
4.2.2 預報系統運行66
4.2.3 預報系統安裝67
4.2.4 風場預報產品69
4.3 渤海海域溢油海洋環境預報系統操作詳解71
4.4 模型案例驗證及業務化應用78
第5章 泥沙輸運預報技術研究85
5.1 風浪場數學模型85
5.2 潮流的數值模擬89
5.3 泥沙運動的數值模擬98
第6章 一體化的港口航運海洋環境信息保障預報系統研發108
6.1 研發目的109
6.2 研發步驟109
6.3 系統設計110
6.3.1 系統總體架構設計111
6.3.2 系統環境設計112
6.3.3 數據(庫)設計113
6.3.4 系統功能設計116
6.4 數據(庫)建設118
6.4.1 基礎數據庫建設118
6.4.2 模型數據集118
6.4.3 基礎地理信息數據118
6.5 "港口航運海洋環境保障預報系統"建設119
6.5.1 軟件開發技術119
6.5.2 系統界面與集成122
6.5.3 風、浪、流信息服務123
6.5.4 乘潮水位預報服務134
6.5.5 乘潮水位表138
6.5.6 實測水位查詢138
6.5.7 其他功能139
6.6 系統成果與共享應用141
第7章 天津港應用案例142
7.1 天津港港口航運海洋環境保障和信息服務技術研究142
7.1.1 天津港海上現場觀測調查142
7.1.2 執行規范和標準 142
7.1.3 天津港區氣象水文概況143
7.1.4 天津港泥沙沖淤概況145
7.1.5 海洋調查實施146
7.2 天津港海域水動力及泥沙輸運特征規律及工程影響研究148
7.2.1 海流調查結果148
7.2.2 懸沙濃度調查結果161
7.2.3 天津港航道懸沙輸運計算169
7.2.4 天津港潮流泥沙計算172
第8章 洋山港應用案例186
8.1 洋山港海上現場觀測調查186
8.1.1 調查依據186
8.1.2 調查方法187
8.2 洋山港海域水動力及泥沙輸運特征規律及工程影響研究192
8.2.1 洋山海域流場分析192
8.2.2 泥沙含量分析198