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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林文毅
研究生(外文):Lin Wen-Yi
論文名稱:台北港波浪統計特性分析
論文名稱(外文):The Wave Statistics Analysis at Taipei Harbor
指導教授:林炤圭林炤圭引用關係
指導教授(外文):Lin, Jaw-Guei
學位類別:碩士
校院名稱:國立海洋大學
系所名稱:河海工程學系碩士在職專班
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:99
中文關鍵詞:台北港Weibull分佈聯合機率分佈長期分佈
外文關鍵詞:Taipei harborWeibull distributionjoint probability distributionlong-time distribution
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本研究利用1996~2000年台北港區波浪實測資料進行統計分析,並檢驗原規劃所預測之參數。另分析鄰近基隆港及鼻頭角測站之波浪,比對其相關性,以提供相關建港參考。
經統計分析結果,台北港示性波高以Weibull分佈吻合度較佳;基隆港及鼻頭角測站亦同。台北港短期與長期聯合分佈尖峰值約在4~6sec之間,波高約在0.6m左右。台北港長期各特性波高與週期之比值與Goda(1974)及郭(1992)之研究結果甚為吻合。基隆港及鼻頭角測站之比值,亦相當接近。台北港海上天候尚佳,一年四季皆可施工,建議適度檢討放寬工期。台北港颱風波浪觀測值超出原規劃50年迴歸期颱風示性波高推測值,宜進一步探討。
In this study, the field wave data from 1996 to 2000 of Taipei harbor was analyzed and compared with the design waves used in the planning and design stages.
From the results discussed in this paper, Weibull distribution has best approach to the wave height distributions at Taipei harbor, Keelung harbor and Pii-Tou-Giao wave stations. The peak wave period of both long term and short term joint distribution are all around 0.4 to 0.6 sec, and the wave height is at around 0.6m. The characteristic wave height and period ratio are all fit in the range suggested by Goda(1974) and Kuo(1992). The record also show that the climate at Taipei harbor are suitable for construction all year long. However, the measured maximum wave height is larger than the estimated 50 years return period wave height that should be noticed and revised.
目 錄
頁次
謝誌 Ⅰ
摘要Ⅱ
目錄Ⅲ
圖目錄Ⅴ
表目錄Ⅶ
第一章 前言
1.1台北港建港演進 1
1.2工程規劃之波浪參數依據 3
1.3研究目的 4
第二章 波浪之調查與分析
2.1波浪統計相關研究 6
2.2波浪調查方法6
2.3波壓紀錄與波形紀錄的轉換 9
2.4特性波高與特性週期14
2.5統計分佈模式16
2.5.1中心距(central moment) 17
2.5.2常態分佈(normal distribution) 18
2.5.3 Weibull分佈 18
2.4.4 Rayleigh分佈 19
2.5.5統計直方圖區間數的判斷 20
2.5.6卡方檢定( test) 21
2.6波高、週期等參數的經驗公式 22
第三章 波浪資料蒐集
3.1台北港波浪觀測 24
3.1.1台北港波浪觀測作業 24
3.1.2觀測期間及獲得率 24
3.2北部鄰近測站波浪資料 25
3.2.1基隆港波浪資料 25
3.2.2鼻頭角波浪資料 26
第四章 資料分析與討論
4.1台北港波浪特性分析與討論 27
4.2.1台北港短期波高分佈及檢定結果 27
4.1.2台北港長期波高分佈及檢定結果 27
4.1.3長、短期示性波高、週期聯合分佈 28
4.1.4季節波高、週期聯合分佈與工期關係 28
4.1.5示性波高、波向聯合分佈與平面配置之關係 30
4.1.6台北港颱風波高特性分析探討 30
4.1.7台北港長期波高與週期參數之比較 31
4.2鄰近測站波高特性統計分析 33
4.2.1各測站短期波高分佈及檢定結果 33
4.2.2各測站長期波高分佈及檢定結果 33
4.2.3各測站短期及長期示性波高、週期聯合分佈 34
4.2.4各測站長期波高與週期聯參數比較 34
4.3綜合比較分析 34
4.3.1台北港與其他測站波高、週期發生機率比較 35
4.3.2台北港與其他測站波高、週期之比值 35
第五章 結論與建議
5.1結論 36
5.2建議 37
參考文獻 38
附圖 40
附表 75
圖 目 錄
圖1-1 台北港位置圖40
圖1-2 淡水(台北)國內商港整體規劃平面配置圖 41
圖1-3 台北港二期及遠程整體規劃平面配置圖 42
圖2-1 波壓隨相位之變化圖 43
圖2-2 零切法定義圖 43
圖2-3 Weibull 分佈參數關係圖 44
圖2-4 Hochstaedter(1989)區間數判別式之機率分佈圖 45
圖2-5 Hahn 和 Shapiro(1987) 區間數判別式之機率分佈圖 45
圖2-6 Hann(1991) 區間數判別式之機率分佈圖 46
圖2-7 Diaconis 和 Freedman(1981) 區間數判別式之機率分佈圖 46
圖3-1 台北港及鄰近波浪觀測站位置圖 47
圖3-2 台北港波浪觀測站座標位置圖 48
圖3-3 台北港波浪觀測站外觀圖 48
圖4-1 台北港測站短期(民國89年)H1/3之pdf圖 49
圖4-2 台北港測站短期(民國89年)H1/3之cdf圖 49
圖4-3 台北港測站長期(民國85~89年)H1/3之pdf圖 50
圖4-4 台北港測站長期(民國85~89年)H1/3之cdf圖 50
圖4-5 台北港測站短期(民國89年)之H1/3-T1/3聯合分佈圖 51
圖4-6 台北港測站長期(民國85~89年)之H1/3-T1/3聯合分佈圖 52
圖4-7 台北港測站各特性波高相間比值的時序變化圖 53
圖4-8 台北港測站各特性週期相間比值的時序變化圖 54
圖4-9 基隆港測站短期(民國74年)H1/3之pdf圖 55
圖4-10 基隆港測站短期(民國74年)H1/3之cdf圖 55
圖4-11 鼻頭角測站短期(民國74年)H1/3之pdf圖(資料A) 56
圖4-12 鼻頭角測站短期(民國74年)H1/3之cdf圖(資料A) 56
圖4-13 鼻頭角測站短期(民國86年)H1/3之pdf圖(資料B) 57
圖4-14 鼻頭角測站短期(民國86年)H1/3之cdf圖(資料B) 57
圖4-15 基隆港測站長期(民國72-79年)H1/3之pdf圖 58
圖4-16 基隆港測站長期(民國72-79年)H1/3之cdf圖 58
圖4-17 鼻頭角測站長期(民國69~77年)H1/3之pdf圖(資料A) 59
圖4-18 鼻頭角測站長期(民國69~77年)H1/3之cdf圖(資料A) 59
圖4-19 鼻頭角測站長期(民國80~88年)H1/3之pdf圖(資料B) 60
圖4-20 鼻頭角測站長期(民國88~88年)H1/3之cdf圖(資料B) 60
圖4-21 基隆港測站短期(民國74年)之H1/3-T1/3聯合分佈圖 61
圖4-22 鼻頭角測站短期(民國74年)之H1/3-T1/3聯合分佈圖(資料A) 62
圖4-23 鼻頭角測站短期(民國86年)之H1/3-T1/3聯合分佈圖(資料B) 63
圖4-24 基隆港測站長期(民國72~79年)之H1/3-T1/3聯合分佈圖 64
圖4-25 鼻頭角測站長期(民國69~77年)之H1/3-T1/3聯合分佈圖(資料A)65
圖4-26 鼻頭角測站長期(民國69~77年)之H1/3-T1/3聯合分佈圖(資料B)66
圖4-27 基隆港測站各特性波高相間比值的時序變化圖 67
圖4-28 基隆港測站各特性週期相間比值的時序變化圖 68
圖4-29 鼻頭角測站各特性波高相間比值的時序變化圖 69
圖4-30 鼻頭角測站各特性週期相間比值的時序變化圖 70
圖4-31 各測站之示性波高發生機率及累積機率曲線圖 71
圖4-32 各測站之示性波週期發生機率及累積機率曲線圖 72
圖4-33 三個測站的示性波高及相對週期之累積機率比較圖 73
圖4-34 各測站之特性波高級特性週期比值比較圖 74
表 目 錄
表2.1 不同放置水深與其相對之深水波最大週期的關係 75
表3-1 台北港測站波浪觀測資料時間 76
表3-2 台北港測站民國85年~89年波高資料基本統計表 76
表3-3 基隆港測站波浪觀測資料時間 77
表3-4 基隆港測站民國72~79年波高資料基本統計表 78
表3-5 鼻頭角測站波浪觀測資料時間(資料A) 79
表3-6 鼻頭角測站波浪觀測資料時間(資料B) 80
表3-7 鼻頭角測站波浪觀測資料時間(資料C) 81
表3-8 鼻頭角測站民國69~77年波高資料基本統計表(資料A) 81
表3-9 鼻頭角測站民國80~88年波高資料基本統計表(資料B) 81
表4-1 台北港測站短期(民國89年)波高套配各種分佈之估計參數表82
表4-2 台北港測站短期(民國89年)波高套配各種分佈之卡方檢定值表82
表4-3 台北港測站長期(民國85~89年)波高套配各種分佈之估計參數表82
表4-4 台北港測站長期(民國85~89年)波高套配各種分佈之卡方檢定值表82
表4-5 台北港測站民國85~89年春季示性波高、週期聯合分佈 83
表4-6 台北港測站民國85~89年夏季示性波高、週期聯合分佈 84
表4-7 台北港測站民國85~89年秋季示性波高、週期聯合分佈 85
表4-8 台北港測站民國85~89年冬春季示性波高、週期聯合分佈 86
表4-9 台北港第二期工程規劃之各季波高分佈機率統計表 87
表4-10 台北港測站民國85~89年各季波高分佈機率統計表 87
表4-11 台北港測站民國85~89年示性波高、波向聯合分佈 88
表4-12 台北港第一期工程規劃之各方向迴歸期颱風波高推算表 89
表4-13 台北港第二期工程規劃之各方向迴歸期颱風波高推算表 89
表4-14 台北港測站民國85.7∼89.12颱風波浪資料 90
表4-15 台北港實測颱風波高、波向機率分佈 91
表4-16 台北港颱風深水波高推算表 92
表4-17 各測站示性波高與其他波高參數之比較 93
表4-18 各測站示性波週期與其他週期參數之比較 93
表4-19 基隆港測站短期(民國74年)波高套配各種分佈之估計參數表 94
表4-20 鼻頭角測站短期(民國74年)波高套配各種分佈之估計參數表
(資料A) 94
表4-21 鼻頭角測站短期(民國86年)波高套配各種分佈之估計參數表
(資料B) 94
表4-22 基隆港測站短期(民國74年)波高套配各種分佈之卡方檢定值表 94
表4-23 鼻頭角測站短期(民國74年)波高套配各種分佈之卡方檢定值表
(資料A) 95
表4-24 鼻頭角測站短期(民國86年)波高套配各種分佈之卡方檢定值表
(資料B) 95
表4-25 基隆港測站長期(民國72~79年)波高套配各種分佈之估計參數表95
表4-26 鼻頭角測站長期(民國69~77年)波高套配各種分佈之估計參數表
(資料A) 95
表4-27 鼻頭角測站長期(民國80~88年)波高套配各種分佈之估計參數表
(資料B) 96
表4-28 基隆港測站長期(民國72~79年)波高套配各種分佈之卡方檢定表96
表4-29 鼻頭角測站長期(民國69~77年)波高套配各種分佈之卡方檢定值表
(資料A) 96
表4-30 鼻頭角測站長期(民國80~88年)波高套配各種分佈之卡方檢定值表
(資料B) 96
表4-31 台北港測站長期(民國85~89年)示性波高及示性週期聯合分佈 97
表4-32 基隆港測站長期(民國72~79年)示性波高及示性週期聯合分佈 98
表4-33 鼻頭角測站長期(民國69~88年)示性波高及示性週期聯合分佈 99
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