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研究生:
黃宇君
研究生(外文):
Huang, Yu-Jyun
論文名稱:
高雄港第二港口外堤海流觀測與分析
論文名稱(外文):
Observation and Analysis of Ocean Currents near the Head of Breakwater at the Second Entrance of Kaohsiung Harbor
指導教授:
王樹倫
、
林勝豐
指導教授(外文):
Wang, Shu-Lun
、
Lin, Sheng-Fong
口試委員:
楊文昌
、
李逸環
口試委員(外文):
Yang, Wen-Chang
、
Lee, I-Huan
口試日期:
2023-07-25
學位類別:
碩士
校院名稱:
國立高雄科技大學
系所名稱:
海洋環境工程系
學門:
工程學門
學類:
環境工程學類
論文種類:
學術論文
論文出版年:
2023
畢業學年度:
111
語文別:
中文
論文頁數:
123
中文關鍵詞:
高雄港
、
水平海流觀測
、
即時監測系統
、
潮流
、
低頻流
外文關鍵詞:
Kaohsiung Harbor
、
Horizontal current profile observation
、
Real-time monitoring system
、
Tidal current
、
Subtidal current
相關次數:
被引用:0
點閱:204
評分:
下載:21
書目收藏:0
本研究在高雄港第二港口北側離岸外堤A1、A2站與西防波堤B1站共設置三個水平海流監測系統,即時收集第二港口主要航道附近距堤體16 ~ 192 m處的海流數據,目的是建立一個海流即時展示網頁,提供進出港船舶操船的參考。觀測數據經過資料品管後,三站分別獲得的有效數據比例為83.54%、78.63%、92.33%。分析兩年的海流觀測數據顯示A1、A2和B1站各測點平均流速分別為6.1~15.7、7.7~14.6、11.6~17.4 cm/s;最大流速分別為131.8、105.4、101.0 cm/s,最大流速均出現在離岸最遠的測點(192 m);流向分佈則分別以北至西南西向、北至北北西向、西南至西北西向為優勢流向。經由主軸分析與調和分析之潮流橢圓長軸方向之研究成果,得知三站的海流明顯受到堤體結構的影響,A1站的海流沿著北側離岸外堤繞行,主/長軸方向於外堤遮蔽區和非遮蔽區有明顯變動;A2和B1站的海流流向則分別主要平行於北側離岸外堤和西防波堤,且測點之間的流速相關性均較A1站高。A1和A2站由於位置相近,其潮流特性較為相似,退潮流速較漲潮時強,且主要流向為西北和北北西;漲潮時流速較弱,流向並不顯著,但以微弱的北向流為多數。B1站受到西防波堤影響,漲退潮流向主要為西向,且無論是月大潮(全日潮為主)或月小潮(半日潮為主),海流流速均呈現半日週期的變化。在整體的季風盛行季節中,低頻流與風速的變化之相關性並不顯著,但在強風時期(例如颱風侵台期間),部分時段相關性是較高的。受颱風路徑、風向變化與外堤遮蔽等影響,風速與流速並無固定之關聯性,其中相關性最高的是2020年黃蜂颱風時期,風向來自南方,A1及A2站相關性較高,分別可達0.92和0.96,B1站受西防坡堤遮蔽其相關性僅為0.68。
In this study, three H-ADCP (Horizontal Acoustic Doppler Current Profiler) were set up at the northern outer dike (stations A1 and A2) and the west breakwater (station B1) of the Second Entrance of Kaohsiung. Collecting real-time current data at a distance of 16 ~ 192 m from the breakwater near the main channel of the Second Entrance of Kaohsiung. The purpose of the study is to establish a real-time monitoring system, providing a reference for the navigation of ships when entering and leaving the port. After data quality control of the observed data, the percentage of effective data obtained from the three stations were 83.54%, 78.63% and 92.33%, respectively. Analysis of the two years of current observations shows that the mean current velocities at stations A1, A2 and B1 range from 6.1 to 15.7, 7.7 to 14.6, and 11.6 to 17.4 cm/s, respectively. The maximum velocities were 131.8, 105.4, and 101.0 cm/s, and all stations occurred at the farthest observation point (192m). The main flow directions are north to southwest-west, north to north-northwest, and southwest to northwest-west. The direction of semi major axis of tidal ellipse is a result of Principal Component Analysis and Harmonic Analysis. The results of the study show that the currents at the three stations are clearly influenced by the structure of the dyke. The current at Station A1 is circulating along the northern outer dike.
Significant changes in the direction of semi major axis of tidal ellipse in the sheltered and non-sheltered areas of the embankment. The flow directions at stations A2 and B1 were parallel to the north offshore breakwater and the west breakwater, respectively. The correlation of current velocities between measurement points was higher than that at station A1. Stations A1 and A2 are located in close proximity and have similar tidal characteristics. The current is stronger during ebb period than flood period. And the main direction of flow is northwest and north-northwest. During flood period, the current is weak and the direction of flow is not obvious, but the weak northward flow is the most common. The flow direction at Station B1 during tide period is mainly in the west direction due to the western breakwater. whether it is spring tide (Diurnal tide is the main tide) or neap tide (Semidiurnal tide is the main tide), the current velocity always shows a semi-daily cycle.
The correlation between subtidal current and wind changes is not significant during the monsoon season, but the correlation is higher during strong winds (e.g., during typhoons hitting Taiwan). There is no fixed correlation between wind speed and flow velocity due to the path of the typhoon, the change in wind direction and the sheltered area of the embankment. The highest correlation was found during Typhoon Vongfong in 2020, when the wind direction was from the south, and the correlation between stations A1 and A2 was higher, up to 0.92 and 0.96 respectively. While the relevance of station B1, which is sheltered by the western breakwater, was only 0.68.
摘 要 i
Abstract iii
誌 謝 v
目 錄 vi
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章、緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 4
1.3 研究主題 6
1.4 論文架構 6
第二章、觀測作業及資料分析 7
2.1 現場觀測作業 8
2.2 即時觀測資料展示 14
2.3 資料分析方法 20
第三章、結果與討論 29
3.1 資料品管 29
3.2 基本統計分析 32
3.3 流速的主軸分析與空間相關性 69
3.4 潮汐與潮流特性及相關性 75
3.5 低頻流特性與風場之相關性 84
第四章、結論 107
參考文獻 109
英文文獻
Bendat, J. S. & Piersol A. G. (1986) "Random Data: Analysis and Measurement Procedures, 2nd Edition." New York: Wiley, p362.
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中文文獻
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