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港灣風波潮流模擬及長浪預警之研究(1/4)模擬評估及長浪特性分析

港灣風波潮流模擬及長浪預警之研究(1/4)模擬評估及長浪特性分析

書籍介紹

本所港灣技術研究中心(以下簡稱本中心)推動海岸災害防救科技發展,維護與發展港灣風、波、潮及流模擬預報系統、配合港灣環境資訊網提供多元化海象模擬資訊,以提升海象模擬資訊服務水準為主軸,並配合運輸系統管理及資訊服務之整合應用,進而維護進出港操航安全、提昇船席調配及港埠運作效率,並對於突發狀況快速研擬緊急因應對策,以達成防災、減災及促進經濟發展之目標,並成為智慧港口不可缺少一環。
計畫現階段為新增離島航運區域與海岸公路通行安全所需沿海之海象資訊,因應細緻尺度與客製化需求,加強發展模組內長浪預警能力。執行期間結合相關計畫內具有經驗與基礎之技術研發團隊,整合本所多年累積對海象模擬研究成果,持續擴充海氣象模擬(波浪、水動力、海嘯)自動作業模組,並透過港灣環境資訊系統對外服務,隨時提供相關單位參考,提昇港埠營運效能。
本年度主要成果為:維運現有海氣象作業模組(波浪、水動力、海嘯)提供各項海象模擬成果資訊展示,進行資訊設備軟硬體更新及維護、進行波浪模組調整、介接中央氣象局海象預報及海科中心遙測海流資料,完成107 年度11 個主要港口模擬與觀測成果評估,並以颱風期間為評估重點。計畫期間與本所合作計畫建置臺灣東南海域的風浪模組及水動力模組、金門及馬祖風浪模組、金門水動力模組,與臺東海岸公路海浪預警系統。以及對花蓮港105 及106 年度波浪觀測資料進行特性分析,並分離長浪資料探討。
本研究提出的海象模擬作業成果,可供本所後續計畫參考,並同步於本所港灣環境資訊網對外展示應用,提供交通部航港局、臺灣港務股份有限公司以及經濟部水利署等主管港灣及海岸保護等單位,作為參考依據。

目次

中文摘要 .......................................................................................................... I
英文摘要 ......................................................................................................... II
目錄 ........................................................................................................ III
圖目錄 ....................................................................................................... VII
表目錄 ..................................................................................................... XXI
第一章 緒論 ................................................................................................ 1-1
1.1 計畫緣起 .......................................................................................... 1-1
1.2 前期相關計畫 .................................................................................. 1-3
1.3 研究範圍與對象 .............................................................................. 1-5
1.4 107 年度主要工作項目及預期成果 ................................................ 1-6
第二章 海象模擬作業化系統 .................................................................... 2-1
2.1 海象模擬作業化系統說明 .............................................................. 2-1
2.1.1 風場處理模組 ........................................................................ 2-3
2.1.2 波浪模擬模組 ........................................................................ 2-5
2.1.3 水動力模組 ............................................................................ 2-7
2.1.4 海嘯模組 ................................................................................ 2-9
2.1.5 臺東海岸公路波浪溯上模組 .............................................. 2-10
2.2 整體作業化流程 ............................................................................ 2-10
2.2.1 系統維運作業及硬體架構說明 .......................................... 2-15
2.2.2 資料格式及應用軟體說明 .................................................. 2-20
2.3 風場模組作業化架構 .................................................................... 2-23
2.4 波浪模組作業化架構 .................................................................... 2-27
2.5 水動力模組作業化架構 ................................................................ 2-45
2.6 海嘯模組及作業化架構 ................................................................ 2-56
2.7 臺東海岸公路長浪溯上模組作業化架構 ..................................... 2-61
2.8 臺灣主要港口海氣象現場觀測及蒐集 ........................................ 2-63
2.9 港灣環境資訊系統 ........................................................................ 2-74
2.9.1 港灣環境資訊系統架構 ...................................................... 2-74
2.9.2 港區海象資訊 ...................................................................... 2-80
2.9.3 全國海象資訊 ...................................................................... 2-87
第三章 模擬作業系統調整與建置 ............................................................ 3-1
3.1 軟硬體設備更新及維護 .................................................................. 3-1
3.2 臺灣東南海域海象模擬作業化系統建置 ...................................... 3-7
3.2.1 臺灣東南海域基本資料蒐集與分析 ................................... 3-7
3.2.2 臺灣東南海域水動力模式建置 .......................................... 3-35
3.2.3 南灣海域小尺度水動力模組 .............................................. 3-40
3.3 金門、馬祖海域風浪模式建置 .................................................... 3-42
3.3.1 金門海域近岸風浪模組 ...................................................... 3-42
3.3.2 馬祖海域近岸風浪模組 ...................................................... 3-44
3.4 金門海域水動力模式建置 ............................................................ 3-46
3.5 外部單位資料介接與處理 ............................................................ 3-48
3.5.1 CODAR 資料擷取及展示 .................................................... 3-48
3.5.2 中央氣象局海象預報資料新增介接 ................................. 3-51
3.6 臺東海岸公路浪襲預警系統 ........................................................ 3-53
3.6.1 海岸公路海浪模擬數值地形 .............................................. 3-55
3.6.2 海岸公路海浪警戒模式設定 .............................................. 3-59
3.6.3 海岸公路海浪模擬流程 ...................................................... 3-62
第四章 系統成果評估及分析 .................................................................... 4-1
4.1 作業化系統成果評估及分析 .......................................................... 4-1
4.2 臺灣周圍海域風浪模擬與評估 ...................................................... 4-5
4.2.1 數值模擬風場資料蒐集 ........................................................ 4-5
4.2.2 臺灣周圍海域颱風波浪模擬 .............................................. 4-13
4.3 臺灣東南海域近岸風浪模擬系統 ................................................ 4-25
4.3.1 巢狀網格資料 ...................................................................... 4-25
4.3.2 網格水深資料 ...................................................................... 4-27
4.3.3 風場資料及數值模式 .......................................................... 4-29
4.3.4 模擬系統架構及執行流程 .................................................. 4-31
4.3.5 小尺度風浪模擬結果評估 .................................................. 4-33
4.4 臺東海岸公路浪襲預警系統成果 ................................................ 4-41
4.4.1 現行臺東海岸公路封路作業 .............................................. 4-41
4.4.2 臺東海岸公路浪襲預警系統成果評估 ............................. 4-42
4.5 波浪週期Tp 及Tm 之相關性探討 ................................................ 4-49
第五章 花蓮港2016、2017 年度觀測長浪特性分析 .............................. 5-1
5.1 長浪定義說明 .................................................................................. 5-1
5.1.1 長浪說明 ................................................................................ 5-1
5.1.2 本計畫長浪定義 .................................................................... 5-2
5.2 花蓮港波浪觀測資料 ...................................................................... 5-3
5.2.1 花蓮港AWAC 觀測設備 ...................................................... 5-3
5.2.2 超音波及壓力訊號之處理後數據資料(wap 檔)分析 .......... 5-6
5.3 花蓮港觀測長浪分析 .................................................................... 5-14
5.3.1 波浪觀測原始資料(wad 檔)處理 ....................................... 5-14
5.3.2 自行轉換波高及週期與原廠處理後資料檔(wap 檔)驗證…
................................................................................................ 5-19
5.3.3 自行轉換超音波與壓力訊號原始觀測資料之波高分析 . 5-20
5.3.4 颱風期間觀測之觀測長浪變化 .......................................... 5-25
5.4 花蓮港防颱作業與觀測波浪分析 ................................................ 5-31
第六章 結論與建議 .................................................................................... 6-1
6.1 結論 .................................................................................................. 6-1
6.2 建議 .................................................................................................. 6-5
誌謝……………………………………………………… ..... …………….7-1

編/著/譯者簡介

主辦單位:港灣技術研究中心
主管:朱金元
計畫主持人:蘇青和
協同主持人:李俊穎
研究人員:陳明宗、陳鈞彥、劉清松、傅怡釧
參與人員:謝佳紘、錢爾潔、陳正義

序言/導讀

本所港灣技術研究中心(以下簡稱本中心)推動海岸災害防救科技發展,維護與發展港灣風、波、潮及流模擬預報系統、配合港灣環境資訊網提供多元化海象模擬資訊,以提升海象模擬資訊服務水準為主軸,並配合運輸系統管理及資訊服務之整合應用,進而維護進出港操航安全、提昇船席調配及港埠運作效率,並對於突發狀況快速研擬緊急因應對策,以達成防災、減災及促進經濟發展之目標,並成為智慧港口不可缺少一環。 計畫現階段為新增離島航運區域與海岸公路通行安全所需沿海之海象資訊,因應細緻尺度與客製化需求,加強發展模組內長浪預警能力。執行期間結合相關計畫內具有經驗與基礎之技術研發團隊,整合本所多年累積對海象模擬研究成果,持續擴充海氣象模擬(波浪、水動力、海嘯)自動作業模組,並透過港灣環境資訊系統對外服務,隨時提供相關單位參考,提昇港埠營運效能。 本年度主要成果為:維運現有海氣象作業模組(波浪、水動力、海嘯)提供各項海象模擬成果資訊展示,進行資訊設備軟硬體更新及維護、進行波浪模組調整、介接中央氣象局海象預報及海科中心遙測海流資料,完成107 年度11 個主要港口模擬與觀測成果評估,並以颱風期間為評估重點。計畫期間與本所合作計畫建置臺灣東南海域的風浪模組及水動力模組、金門及馬祖風浪模組、金門水動力模組,與臺東海岸公路海浪預警系統。以及對花蓮港105 及106 年度波浪觀測資料進行特性分析,並分離長浪資料探討。 本研究提出的海象模擬作業成果,可供本所後續計畫參考,並同步於本所港灣環境資訊網對外展示應用,提供交通部航港局、臺灣港務股份有限公司以及經濟部水利署等主管港灣及海岸保護等單位,作為參考依據。

分類 其他詳細資訊
  • 出版品網址(線上版或試閱版):連結
  • 適用對象:成人(學術性)
  • 關鍵詞:近岸、防救災、預警系統、風浪預報、暴潮預報、流場預報、海嘯
  • 附件:無附件
  • 頁/張/片數:549
授權資訊
  • 著作財產權管理機關或擁有者:交通部運輸研究所
  • 取得授權資訊:聯絡處室:交通部運輸研究所港灣技術研究中心 姓名:謝瑩蓁 電話:(04)26587169 地址:臺中市梧棲區中橫十路2號