[科普中国]-海洋工程水文-

海洋工程水文，是一门为海洋工程规划、设计、施工、管理、运行、决策提供水文依据的学科。

概述海洋工程水文研究与海洋开发和海洋工程建设有关的水文问题。如研究海水运动(波浪、潮汐、、、等)、海水物理性质（温度、盐度、密度等）以及其他水文现象（泥沙运动、冰凌等）的变化规律和推算方法。为规划与设计工程建筑物、研究工程建造后对所在海域水文条件的影响提供基础数据。1

研究范围海洋工程水文研究的范围，目前主要在海岸带和近海。浅海区域的海洋水文条件十分复杂，常给海洋工程建设带来很大困难。其中防浪掩护和泥沙淤积等问题，常成为建设中的技术关键。

潮汐引起的海面周期性升降幅度一般为几米，最大达十几米；风暴引起的增水最高可达5～6米；海啸引起的异常增水值可达10米以上，甚至几十米。在确定海洋工程建筑物设计高程时必须予以考虑。通过现场观测和理论分析，研究潮汐、风暴潮、海啸的变化规律，可获取与深度基准面，最高潮位、平均大潮高潮位、平均大潮低潮位、最低潮位等各种特征潮位，风暴增减水值以及海啸的壅水高度和周期等资料。目前对潮汐理论和推算方法的研究已较完善，能根据一年（或更短时间）的潮汐观测记录，用调和分析法确定工程设计所需的潮汐要素。而风暴潮,特别是海啸的理论研究,目前还不成熟，风暴增、减水值和海啸要素值需根据长期实测资料（包括气象资料），用经验统计方法来确定。

波浪是海洋环境最突出的动力因素，常给海洋工程建筑物带来很大荷载，有时每平方米可达3～5万牛顿，甚至可把千吨以上的混凝土块移动若干米。因此，布置和设计建筑物时，必须首先确定波浪要素的尺度。波浪要素的确定与以下几个方面有关：①通过波浪理论研究建立波要素（波高、波长、波速、波周期）和水深之间的内在联系，揭示波浪质点运动、压力变化、能量传递等基本规律。②通过风浪资料的统计分析，建立波要素与风要素（风速、风时、风区）之间的关系，揭示风浪的统计特征，研究风浪的推算方法。③研究波浪传入近岸浅水区内的变化，搞清波浪折射、破碎、绕射、反射的机理，探求波浪变形后波要素变化的计算方法。在进行科学研究和工程设计时，常采用某种特征波要素，如有效波高(波浪观测系列中三分之一大波波高的平均值)、平均波周期或其他特征波要素作为依据。

在高纬寒冷海区，海湾和河口都有封冻问题。封冻后的冰凌，特别是流冰，对海洋工程有显著影响和强烈破坏作用。建造海洋工程时必须考虑冰凌的荷载，了解海冰的冰期、冰型、冰的形态、冰块大小和厚度、冰的密集度和冰量、流冰方向和速度等状况和特征。

沿岸波浪破碎区以内的泥沙，在波浪和海流等动力因素共同作用下，常发生运移,使岸滩发生冲淤演变,直接影响海岸工程的实际效益。因此，在海岸工程选址和确定平面布置方案时,还必须研究沿岸泥沙输移问题:泥沙来源和输沙动力因素;泥沙运移速度、方向和数量;沙质和淤泥质海岸的淤积特点等。其中，输送泥沙的沿岸流和近岸海流的变化很复杂，这种水流运动的机理还在探索之中。目前，海岸工程设计常根据现场实测资料来确定所需要的海流特征值。2

研究方法海岸工程水文的研究，主要通过现场观测、理论分析和模型试验等手段进行。现场观测是研究的基础，用于积累原始资料，阐明各水文要素随时间的变化过程和空间分布状况。为此，观测须在不同天气条件、不同季节和不同潮汐情况下进行。理论分析是用流体力学和数学的基本原理来研究水文现象的变化规律，并提出理论模式和计算方法。模型试验则是模拟天然情况，复演历史变化过程并推演未来可能的发展过程。

本词条内容贡献者为:

郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学