杨干然　陈良圭

　　妈湾港位于珠江口伶仃洋的东岸、南头半岛的西端，北靠大铲湾、南邻赤湾

　　港。港区经暗士顿水道至香港中区的航程仅20哩。妈湾岸段有3km长的深水岸线，岸滩狭窄。离岸300-800m有一条水深10m以深的赤湾-暗士顿涨潮冲刷槽，水深条件优越，适宜建设顺岸式的深水港口。

　　笔者对赤湾波浪站1982-1983年的实测资料进行了统计分析，推算了不同重现期的台风极值波浪，为妈湾港港工设计提供依据。

　　一、波浪特征分析

　　1．赤湾波浪观测概况

　　赤湾波浪站设在赤湾狮山（左炮台）临海的陡崖上，位于113°53.1′E，22°28.15′N。由交通部水运规划设计院设立，1981年12月1日开始观测。1982年11月1日至1983年底由中山大学河口海岸研究室接续观测，共取得二年零一个月的观测资料。

　　测波站以国产HAB-II型岸用光学测波仪为主要观测手段，并用DSL-1型拾震式波浪仪等自记仪器进行比测试验［2］。岸用测波仪的海拔高程为20.40m ,测波房视野范围（SE-NW）为180°，波浪浮子在SSW方向，投放点水深9.8m。按国家海洋局制订的《海滨观测规范》，每日逢08，11，14，17时进行风和浪的观测。潮位和风速资料采用赤湾潮水位站的记録，风速仪海拔高程为80m。

　　2．波浪基本特征

　　实测表明，赤湾-妈湾海域，全年以风浪为主，混合浪不多，纯涌浪极少。从图1看出，岛屿和地形的屏障作用较好。资料表明，海面平静、海况为零级的次数占总观测次数的49.5%。这反映出海区只是受当地风影响，属短风区类型。

　　根据赤湾站1982—1983年风的统计资料，全年中以SE向风（频率为15%）及E向风（12%）为主，其次是NE向风（9%）和N向风（8%）。平均风速在3-5m/s之间变化，以WNW，SSW及SSE方向稍大；而强风向则是E向风及SW向风（表1，图2A）。图2（B）表明，E向风频率最大，SE向则为强风向，E，W，SW向为次强风向。

　　从表1看出，波浪和风的对应关系尚好，波向中频率最大的是SSE向（7.9%），其次为SE向（6%）和S向（5.9%）。最大波高为1.0m1、波向SSW。强波向与强风向基本一致。

　　表2中列出赤湾站风和浪的特征值。由表2及图3可见：赤湾站的年平均波高为0.2m，而波高在0.5-1.0m以上者，主要出现在6-10月台风盛行期，是台风所引起的。1982-1983年中，大于0.5m的波高共有33次（22d），占总观

　　测次数的0.01%。据此，我们认为：赤湾-妈湾海域的波浪强度是不大的；对泊稳条件要求不太严格的大型船只来说，在不修筑防波堤的情况下，每年可供正常作业的天数在340—350d之间（以每年遭受3—5次台风侵袭或影响、每次台风平均有5d不能进行装卸作业计算）。

　　二、影响妈湾港的台风和台风浪

　　珠江口在每年6-10月常受到西太平洋台风与南海台风的侵袭或影响。

　　据广东省气象台所编的《广东省灾害性天气概况》，在1951-1976年的26年中，登陆广东的台风平均每年6.3次，加上影响广东的次数，每年达13.4次。而登陆珠江口岸段（惠东-台山）的台风，平均为1.4次/年。另据姚国权等1）转引香港皇家天文台的观测资料，1884-1980年在珠江口附近登陆的台风，平均为1.55次/年；12级（风速32.6m/s）强台风出现的频率为0.3次/年。可见，登陆珠江口岸段的台风次数是不多的。尽管如此，一旦12级以上强台风登陆，伴生较大的风浪和风暴增水。因此，在珠江口设计水工建筑物时，必须掌握该海区的极值波浪资料，以策安全。

　　1983年9月9日晨，8309号台风在珠海登陆。赤湾站记録到该台风波浪的部分波形曲线 。经整理后得到下列特征值（表3）：在平均风速为22-25m/s（瞬时风速达30m/s），风向为NNW向时，H1/10为1.62m，T为3.58S；其中，Hmax=1.92m、Tmax=4.6s、波向NNW。

　　三、不同重现期极值波浪的推算

　　1．风资料的采集与处理

　　波浪推算所用的风速值，应是相应风区内的风速值。按照赤湾—妈湾的地理位置与水下地形特点，影响两个港湾的最大波浪方向是S，SW，W，NW，NNW方向。这5个方向的风区长度为30-40km，换算成等效风区则为20-30km。据此，我们认为在计算上述5个方向的台风浪时，可应用相同的风场。由于台风影响的范围通常都有几百公里,因此对于赤湾、妈湾这两个相邻港湾来说，其风场完全可以看成是一样的。这样，就可以利用赤湾站观测的风速资料，订正成伶仃洋的风场后作为妈湾港波浪推算的风速值。由于计算风浪所用的风速值应是海面上10m处的风速，而按照赤湾站的风速是指岸上80m高度的风速，因此，先按《港口工程技术规范》（以下简称“规范”）将岸上风速订正成海面上10m处的风速。

　　根据赤湾站1967-1981年风的资料，参考珠海（1961-1980年）、深圳（1952-1980年）和香港（1948-1979年）风的资料，并参照有关意见1得出妈湾港不同重现期的风速值（表4）。

　　2．风区

　　由于妈湾港前方的水域边界条件很不规则，且有岛屿、浅滩等影响，因此风区的计算是比较复杂的。我们选用了美国海岸防护手册［4］建议的等效风区长度的计算方法，其计算公式是：

　　Fc=∑ni=1Ficos2αi/∑ni=1cosαi

　　式中，Fi为计算点沿着主风向左右两侧相隔ai角划出来的射线 （对岸距离）长度，ai是每条射线同主方向之间的夹角，我们取主方向左右各24°射线范围内每隔6°取一条射线作等效风区的计算，可得到表5的结果。其中，平均水深是按照设计高潮位计算的。3．不同重现期极值波浪的推算

　　在港口工程的设计中，常以不同重现期的极值波浪作为依据。推算极值波浪的方法是很多的，我们选用“规范”方法和Ippen方法［5］进行推算。

　　按照上述风速和风区资料，用“规范”法计算得出结果（表6）。

　　由表5看出，妈湾港风区长度为25-47km，等效风区仅17.5-35km，是很小的。而工程上常应用多年一遇的波浪值，因此其对应的风速值是较大的。Ippen在1966年提出的理论和计算方法正是以“风区小、风速大”这两个条件为出发点。这与妈湾港的实际情况颇为相似。因此，又按照Ippen方法计算了妈湾港不同重现期的波浪要素，得出结果（表7）。

　　由表6，表7可见，上述两种方法计算的结果是相当接近的，但Ippen方法所得数值偏高一些，这主要是由于该方法不考虑水深因素的缘故。而实际上水深大小对风浪的成长是有影响的。

　　姚国权等指出，涌浪从珠江口的大万山传播到内伶仃岛外南沙滩附近（在赤湾港西南方17km处），折射系数约为0.15，如再考虑岛屿绕射、浅滩引起的波浪破碎及底部磨损等影响，传至赤湾的涌浪则更小，故可忽略不计。据此，我们在妈湾港极值波浪推算中，没有考虑涌浪的订正问题。

　　四、结 语

　　1．妈湾海区的常波向为SSE，SE，强波向为SSW-NNW。本海区的涌浪和混合浪的频率极小，几乎全是风浪控制。年平均波高为0.2m。台风是产生妈湾港区大浪的唯一因素，由两次台风所得最大波高分别是1.0m及1.62m。可见，本海区波浪强度是不大的。

　　2．文中用两种方法推算不同重现期大风所产生的极值波浪，两种结果比较接近。用“规范”法推算的波高及周期值与有关资料比较，结果是令人满意的，可供设计单位参考。

　　由于实测资料和风的资料系列偏短，推算方法亦不尽完善，文中推算的结果是初步的，有待日后在实践中验证。

　　原载：热带海洋，1987，6（1）