臺灣博碩士論文加值系統

本研究結合結合近海波浪預報模式與港灣波動折繞射模式，以花蓮港為例，透過一維頻譜的成分波分割與相對相位的假設，成功建置了花蓮港不規則波作用下的港灣波動預報模式。藉由此一預報系統，可以在氣象局發佈近海波浪預報後，馬上接續著進行花蓮港港灣波動的推算與預報，對於港灣的管理，與近岸的波浪預報有相當大的助益。本研究工作僅是建置港灣波動預報模式的開端，未來尚有許多與執行效率及預報正確性有關的細節處理步驟須做進一步研究。

In this research, a harbor tranquility model was successfully connected to a nearshore wave prediction model. By employing the 1-D spectra along the pseudo boundary of harbor tranquility model from nearshore wave prediction model and the assumption of relative wave phase, the layout and bathymetry of Hualien Harbor were taken as an example to establish the harbor tranquility prediction model. With this model, once the nearshore waves are predicted, the related harbor tranquility of Hualien Harbor can be calculated immediately, and is helpful for harbor management, and coastal disaster prevention. The work done in this research was just a beginning, more detail works to ensure the efficiency and accuracy of the prediction work must be done in advance.

摘 要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． I
ABSTRACT．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． I
目 錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． II
圖目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． IV
表目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． V
第一章 前 言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1
1.1 研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1
1.2 研究動機．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4
1.3 研究目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5
1.4 研究方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6
1.5 論文內容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6
第二章 文獻回顧．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7
2.1 花蓮港基本資料及歷年災損．．．．．．．．．．．．．． 8
2.1.1 現況配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8
2.1.2 海氣象環境資料．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 10
2.1.3 歷年災損．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12
2.2 國內外海象預報系統介紹．．．．．．．．．．．．．．． 10
2.3 波浪推算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 17
2.4 港灣波動數值模式．．．．．．．．．．．．．．．．．． 22
第三章 理論基礎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 25
3.1 SWAN的風浪預報模式．．．．．．．．．．．．．．．．．． 25
3.2 港灣水域靜穩度－無限元素港灣水面波動數值模式．．．．． 29
3.2.1 基本控制方程式．．．．．．．．．．．．．．．．．． 30
3.2.2 數值模式的建立．．．．．．．．．．．．．．．．．． 31
3.2.3 入射波的傳播與變形．．．．．．．．．．．．．．．．． 34
3.2.4 收斂性的討論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35
第四章 港灣波動預報模式的建置．．．．．．．．．．．．．．． 40
4.1 港灣波動預報模式的整合．．．．．．．．．．．．．．．．．． 40
4.2 花蓮港的水深地形整合．．．．．．．．．．．．．．．．．． 41
4.3 相接邊界面上的入射波的引入．．．．．．．．．．．．．． 44
4.4 港灣波動的模擬計算．．．．．．．．．．．．．．．．．． 45
第五章 結果與討論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 47
5.1 數值模擬．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 47
5.2 資料整合的檢討．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 54
5.3 近海海象預報風場模式未來發展．．．．．．．．．．．．． 54
5.4 海象評估檢討．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 55
第六章 結論與建議．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 57
6.1 結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 57
6.2 建議．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 58
參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 60
謝誌．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 61

1. Lin, Jaw-Guei, 1995, "Statistical properties of wave conditions in harbor," PhD dissertation, The Department of Civil Engineering, North Carolina State University.
2. SWAN Cycle III Version 40.11使用手冊 (2000)，Delft University of Technology, the Netherlands.
3. 林炤圭、陳炫杉(1996) “外海底床坡度在港灣波動模擬上的影響”，第18屆海洋工程研討會，pp.55~62。
4. 邱永芳、蔡金吉、張金機(2000)「花蓮港商漁港分道與港池穩淨水工模型試驗研究-水工模型試驗報告」，MOTC-IOT- IHMT-CE-8801，交通處港灣技術研究所。
5. 李兆芳、劉正琪、張憲國(2001) ”港池振盪之數值模擬計算”，海洋工程學刊，第一卷第一期，第1~22頁，海洋工程學會。
6. 邱永芳、蔡瑤堂、張富東、蔡金吉(2003) “花蓮港商漁分道之可行性研究”，第25屆海洋工程研討會，第897~902頁。
7. 林炤圭、徐月娟、莊士賢、羅司宜、劉玉祥、林昭暉(2003) ”東北角海域區域波浪模式之建置研究”，第25屆海洋工程研討會專輯”東北角海域海氣象特性與海岸防護”，pp.17-23。
8. 李忠潘(2004)「近岸數值模擬系統之建立」第一年期末報告，交通處港灣技術研究中心。
9. 邱永芳、林炤圭、簡仲璟，(2004) ”花蓮港長浪特性試驗研究”，海洋工程學刊，第4 卷，第1 期，pp.89~121.。