内容简介

本书对港口航运海洋环境信息保障技术及应用进行了充分的总结及阐述，详细介绍了一体化的港口航运海洋环境信息保障技术中模型的构建方式及预报系统的研发过程。该系统包括乘潮水位预报技术、海上溢油预测预警技术及泥沙输运预报技术，可提供水文气象、泥沙淤积等海洋环境信息。在书中以天津港和洋山港为例，展示了港口航运海洋环境信息保障技术的应用。港口航运海洋环境信息保障技术的研发成果对开展港口航运的管理、监测和安全保障工作能够提供有益的参考，也能为保障港口航运稳定运行提供技术支持，为经济的快速发展保驾护航。 本书可供从事港口、航运及海洋环境保障技术工作的业务人员和科研人员参考，也可供高等院校相关领域的研究生和高年级本科生使用。

作者简介

2007年6月博士毕业于中国海洋大学物理海洋专业，现任国家海洋信息中心业务处处长。作为国家海洋信息中心学术带头人，完成和承担多项***项目，曾获"海洋系统优秀科技青年”荣誉称号等多种奖项。

目录

目 录
第1章 港口航运海洋环境信息保障技术中的几个关键问题 1
1．1 乘潮水位业务化预报技术研究 1
1．2 海上溢油应急预警技术研究 2
1．3 河口海岸泥沙输送技术研究 3
第2章 流体力学基础与海洋动力学模型的构建 4
2．1 大气模块 4
2．1．1 模型介绍 4
2．1．2 模式配置 5
2．1．3 系统框架 7
2．1．4 考虑台风过程的WRF初始场生成方案 11
2．1．5 模型应用实例与结果验证 12
2．2 海浪模块 14
2．2．1 模式简介 14
2．2．2 模型应用实例与结果验证 15
2．3 海流模块 19
2．3．1 模块简介 19
2．3．2 模型配置 20
2．3．3 模式应用与结果验证 23
第3章 乘潮水位预报技术研究 41
3．1 研究内容 41
3．1．1 技术路线 41
3．1．2 方法步骤 43
3．2 结果验证 45
3．3 乘潮水位业务化预报系统软件 45
3．4 经济社会效益与应用前景 46
第4章 海上溢油预测预警关键技术研究 48
4．1 海洋动力环境预报模块 49
4．1．1 数值模型介绍 49
4．1．2 模型的参数设置 61
4．1．3 预报成果 63
4．2 气象风场环境预报模块 64
4．2．1 预报系统构建 64
4．2．2 预报系统运行 66
4．2．3 预报系统安装 67
4．2．4 风场预报产品 69
4．3 渤海海域溢油海洋环境预报系统操作详解 71
4．4 模型案例验证及业务化应用 78
第5章 泥沙输运预报技术研究 85
5．1 风浪场数学模型 85
5．2 潮流的数值模拟 89
5．3 泥沙运动的数值模拟 98
第6章 一体化的港口航运海洋环境信息保障预报系统研发 108
6．1 研发目的 109
6．2 研发步骤 109
6．3 系统设计 110
6．3．1 系统总体架构设计 111
6．3．2 系统环境设计 112
6．3．3 数据（库）设计 113
6．3．4 系统功能设计 116
6．4 数据（库）建设 118
6．4．1 基础数据库建设 118
6．4．2 模型数据集 118
6．4．3 基础地理信息数据 118
6．5 “港口航运海洋环境保障预报系统”建设 119
6．5．1 软件开发技术 119
6．5．2 系统界面与集成 122
6．5．3 风、浪、流信息服务 123
6．5．4 乘潮水位预报服务 134
6．5．5 乘潮水位表发布 138
6．5．6 实测水位查询 138
6．5．7 其他功能 139
6．6 系统成果发布与共享应用 141
第7章 天津港应用案例 142
7．1 天津港港口航运海洋环境保障和信息服务技术研究 142
7．1．1 天津港海上现场观测调查 142
7．1．2 执行规范和标准 142
7．1．3 天津港区气象水文概况 143
7．1．4 天津港泥沙冲淤概况 145
7．1．5 海洋调查实施 146
7．2 天津港海域水动力及泥沙输运特征规律及工程影响研究 148
7．2．1 海流调查结果 148
7．2．2 悬沙浓度调查结果 161
7．2．3 天津港航道悬沙输运计算 169
7．2．4 天津港潮流泥沙计算 172
第8章 洋山港应用案例 186
8．1 洋山港海上现场观测调查 186
8．1．1 调查依据 186
8．1．2 调查方法 187
8．2 洋山港海域水动力及泥沙输运特征规律及工程影响研究 192
8．2．1 洋山海域流场分析 192
8．2．2 泥沙含量分析 198

前言/序言

前 言

随着我国经济发展和经济全球化、国际船舶运输的大型化及专业化，特别是我国加入WTO和国际竞争加剧，既对我国近海港口的建设提出更高的要求，也为我国近海港口的大型化注入了新的活力。我国许多重要的近海港口，包括天津港、洋山港、宁波－舟山港、黄骅港等大型港口，大部分位于淤泥质或淤泥粉砂质海岸，其自然水深较浅，泥沙淤积严重，大型船舶需乘潮作业。为了充分保持海湾河口和三角洲经济的快速稳定发展，保障港口、航道、海事和海洋工程安全，以及海洋油气资源开发，更好地为社会经济活动保驾护航，提供涵盖面广、可供利用的泥沙淤积和海洋水文气象信息服务及预报预警信息是十分必要的。

本书研究内容包括乘潮水位预报和潮位现报技术研究、海上溢油预测预警技术、风暴回淤机理研究、监测能力建设、数值模拟与业务化预报预警服务。涉及理论研究、体系建立、信息技术应用等多个方面，由于多项工作具有一定的前瞻性与先进性，因而，对该研究领域相关技术的提高与发展起到积极的推进作用。

本书共分8章，第1章对港口航运海洋环境信息保障技术中的3个关键问题进行了分析，分别为乘潮水位、海上溢油及泥沙输送；第2章介绍了港口航运海洋环境信息保障技术中模型的构建及方式，模型包含3个模块：大气模块、海浪模块及海流模块；第3章对乘潮水位预报技术进行了研究；第4章重点分析了海上溢油预测预警关键技术；第5章主要对泥沙输运预报进行了探讨；第6章分析了一体化的港口航运海洋环境信息保障预报系统的构建与研发；第7章与第8章分别为港口航运海洋环境信息保障技术在天津港和洋山港的应用。本书以期对我国港口航运海洋环境信息提供保障技术，对开展港口航运的管理、监测和安全保障工作提供有益的参考。

本书所述皆为最新的研究成果，涉及物理海洋、气象、生物、化学、地质、环境、交通运输、法律等诸多学科领域，同时港口航运海洋环境信息保障预报系统的研发是一项庞大而艰巨的系统工程。成书仓促，加之作者水平所限，疏漏和不足之处在所难免，恳请广大读者不吝指正。

编 者

2017年8月于武汉