4.1.1 灾害性海浪

4.1.1 灾害性海浪

灾害性海浪通常是指海上波高达6 m及以上的海浪。因为波高等于或大于6 m的海浪对航行在世界大洋的大多数船只已构成威胁,它能掀翻船只,摧毁海上工程和海岸工程,给航海、海上施工、海上军事活动、渔业捕捞等带来极大的危害。

但必须明确指出,灾害性海浪世界上至今仍没有一个确切的定义。上述定义只是相对当今世界科学技术水平和人们在海上与大自然抗争能力而言的相对定义,所以灾害性海浪的确切定义只能是根据海上不同级别的船只和设施,而分别给出相应级别的定义,类似波级。例如,对于没有机械动力仍借助于风力的帆船、小马力的机帆船、游艇等小型船只,波高达2.5~3 m的海浪已构成威胁。因此,这种海浪对这些船只就可称为灾害性海浪;对于千吨以上和万吨以下,中远程运输作业船只波高达4~6 m的巨浪已构成威胁,对它们来说4 m以上的海浪称为灾害性海浪。随着科学技术水平的发展,人们与大自然抗争能力提高,对于20世纪60—70年代相继出现的20万t至60万t的巨轮,一般9m以上的海浪为灾害性海浪。因此,在发布海浪预报和警报时除考虑海上一般和普遍情况外,还须根据不同任务、不同船只和不同海上设施进行特殊保证,以减少海上灾害的发生。

灾害性海浪可以按照产生它们的大气扰动来加以分类,一般可将灾害性海浪分为由热带气旋(包括热带低压、台风和强台风)、温带气旋和寒潮大风造成的三大类,分别称为台风浪、气旋浪和寒潮浪。图4-1所示为海浪。

图4-1 海浪

另外,还有两类海浪也引发了灾害(陶爱峰,2018)。低频涌浪可使舰船发生中拱、中垂、螺旋桨空转失速,使海洋平台发生倾斜、摇晃等现象。2012年4月24日,钦州驳区实施船靠船驳载作业时,受西南强涌浪影响,造成了子船5根横缆琵琶头相继断裂的事故;“海洋石油201”号等多艘铺管船在东海海域进行铺管施工时受低频涌浪环境影响横摇运动强烈,正常铺管作业受到了严重影响。针对涌浪研究,周延东等(2016)、裴晔等(2016)做了相关综述。同时,畸形波已经成为一种公认的海洋灾害,中国学者陶爱峰、高志一等针对畸形波的研究做了相关综述。

相关资料和研究表明,涌浪和畸形波两种海浪虽然不常见,但往往出现就造成无法挽回的损失。因此,如若将涌浪和畸形波也归于灾害性海浪,可以对海浪引起的人员伤亡研究进行有效的补充,进而能够更全面概述海浪灾害的致灾因子。

决定波浪高度的基本因子有三个:一是风速;二是在下风方向上作用于水面的距离,即风区;三是刮风持续的时间,即风时。一般地,风越大浪也越高;在一定风速条件下,风区距离越长,风浪就越高;风时越长,风浪也越高。但是,风浪随风区距离的增大和风时的增加而增大是有一定限度的。在一定的风速条件下具有一定的风区距离和一定的持续时间后,增强风浪因子的作用与阻碍风浪发展因子的作用达到基本平衡后,风浪高度也就不再增加,也就是说在一定的风速条件下风浪的发展是有一定限度的。