內容簡介

本書對港口航運海洋環境信息保障技術及應用進行瞭充分的總結及闡述，詳細介紹瞭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係統的研發過程。該係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，展示瞭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。

作者簡介

2007年6月博士畢業於中國海洋大學物理海洋專業，現任國傢海洋信息中心業務處處長。作為國傢海洋信息中心學術帶頭人，完成和承擔多項***項目，曾獲"海洋係統優秀科技青年”榮譽稱號等多種奬項。

目錄

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 係統框架 7
2．1．4 考慮颱風過程的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 技術路綫 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係統軟件 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 預報係統構建 64
4．2．2 預報係統運行 66
4．2．3 預報係統安裝 67
4．2．4 風場預報産品 69
4．3 渤海海域溢油海洋環境預報係統操作詳解 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係統研發 108
6．1 研發目的 109
6．2 研發步驟 109
6．3 係統設計 110
6．3．1 係統總體架構設計 111
6．3．2 係統環境設計 112
6．3．3 數據（庫）設計 113
6．3．4 係統功能設計 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係統”建設 119
6．5．1 軟件開發技術 119
6．5．2 係統界麵與集成 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 乘潮水位錶發布 138
6．5．6 實測水位查詢 138
6．5．7 其他功能 139
6．6 係統成果發布與共享應用 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 執行規範和標準 142
7．1．3 天津港區氣象水文概況 143
7．1．4 天津港泥沙衝淤概況 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徵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徵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

前言/序言

前 言

隨著我國經濟發展和經濟全球化、國際船舶運輸的大型化及專業化，特彆是我國加入WTO和國際競爭加劇，既對我國近海港口的建設提齣更高的要求，也為我國近海港口的大型化注入瞭新的活力。我國許多重要的近海港口，包括天津港、洋山港、寜波－舟山港、黃驊港等大型港口，大部分位於淤泥質或淤泥粉砂質海岸，其自然水深較淺，泥沙淤積嚴重，大型船舶需乘潮作業。為瞭充分保持海灣河口和三角洲經濟的快速穩定發展，保障港口、航道、海事和海洋工程安全，以及海洋油氣資源開發，更好地為社會經濟活動保駕護航，提供涵蓋麵廣、可供利用的泥沙淤積和海洋水文氣象信息服務及預報預警信息是十分必要的。

本書研究內容包括乘潮水位預報和潮位現報技術研究、海上溢油預測預警技術、風暴迴淤機理研究、監測能力建設、數值模擬與業務化預報預警服務。涉及理論研究、體係建立、信息技術應用等多個方麵，由於多項工作具有一定的前瞻性與先進性，因而，對該研究領域相關技術的提高與發展起到積極的推進作用。

本書共分8章，第1章對港口航運海洋環境信息保障技術中的3個關鍵問題進行瞭分析，分彆為乘潮水位、海上溢油及泥沙輸送；第2章介紹瞭港口航運海洋環境信息保障技術中模型的構建及方式，模型包含3個模塊：大氣模塊、海浪模塊及海流模塊；第3章對乘潮水位預報技術進行瞭研究；第4章重點分析瞭海上溢油預測預警關鍵技術；第5章主要對泥沙輸運預報進行瞭探討；第6章分析瞭一體化的港口航運海洋環境信息保障預報係統的構建與研發；第7章與第8章分彆為港口航運海洋環境信息保障技術在天津港和洋山港的應用。本書以期對我國港口航運海洋環境信息提供保障技術，對開展港口航運的管理、監測和安全保障工作提供有益的參考。

本書所述皆為最新的研究成果，涉及物理海洋、氣象、生物、化學、地質、環境、交通運輸、法律等諸多學科領域，同時港口航運海洋環境信息保障預報係統的研發是一項龐大而艱巨的係統工程。成書倉促，加之作者水平所限，疏漏和不足之處在所難免，懇請廣大讀者不吝指正。

編 者

2017年8月於武漢