商港波浪觀測及統計分析

簡介

本計畫112年度主要工作為本所臺北港、基隆港、蘇澳港、花蓮港、高雄港、安平港、布袋港及臺中港等8個港區波流觀測站維護保養與歷年觀測資料統計分析，以及水下無線通訊技術應用於底碇式波流觀測系統可行性評估、高雄港港內靜穩度分析等加值應用。
各港歷年波浪觀測統計資料顯示，全觀測期波高平均布袋港0.51 m最小，週期以6~8 s為主、W～N象限波向佔56%，臺中港1.5 m為各港最大，64.5%位於N～E象限、週期近5成落於6~8 s。春季期間高雄港、安平港及布袋港波高平均皆小於1 m，布袋港0.37 m為8港中最小，整季波向60.4%落於W～N象限，臺中港1.2 m最大，N～E象限佔74.5%；夏季時，臺灣受西南季風及颱風影響，高雄及安平港波高平均較春季增加約0.3～0.4 m，基隆港波高平均0.42 m為8港最低，週期8 s以下佔74.8%，蘇澳港波高平均1.08 m為此季節最大，週期38.8%於6~8 s間。進入秋季，東北季風增強並趨於穩定，布袋港0.56 m為各港中最小，主要波向78.5%於W～N象限，臺中港因受東北季風影響，波高平均1.8 m為各港最大，波向81.5%位於N～E象限；冬季臺中港區受強烈東北季風影響，波高平均上升至2.1 m，為本計畫最大，N～E象限佔86.7%、波浪週期57.9%位於6~8 s，相較於夏季，波高增加約1.3 m。
水下無線通訊技術應用於底碇式波流觀測系統可行性評估，無線式底碇波流觀測系統於喚醒階段所需時間，很大程度影響數據機傳輸效率，數據機耗電測試中，數據機傳輸平均功率最高為53.29 W，符合原廠所提供55 W耗電規格，大型斷面水槽水中通訊測試顯示，數據機於最佳狀況下傳輸速率，應可滿足目前每半小時1筆觀測數據需求，伴隨著通訊距離拉長，訊號反射影響傳輸效率問題，仍需至實際觀測海域進一步微調系統確認。
高雄港港內靜穩度分析結果顯示，112年6月1日0時至112年6月2日12時，因受瑪娃颱風外圍環流影響，港內外波高偏大，而在112年6月2日13時至112年6月10日23時，港外波高約在0.6~1.2 m，各港內靜穩度測站波高均小於0.2 m，造成此現象可能原因係112年6月1日0時至112年6月2日12時，外海主要風（波）向為北北西，高雄港二港口外海離岸防波堤無法有效遮蔽，茲造成港內波高偏大，導致發生不靜穩現象。卡努颱風期間，港外最大波高達3.93m，港內靜穩度測站波高小於0.5 m，研判係因卡努颱風外圍環流所形成主要風（波）向為西北，外海離岸防波堤能有效阻絕波浪入射，因此港內仍處於相對靜穩狀態。
本年度各商港長期性海象觀測資料及加值應用成果，可提供交通部航港局及臺灣港務股份有限公司等相關單位做為船舶航行、港灣規劃及港埠建設應用參考，提升港埠營運效率與品質，亦可提供政府機關、顧問公司及學術單位等產官學研界做為規劃、設計與研究參考。

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目次

目 錄
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 XII
第一章 前言 1-1
1.1 研究緣起 1-1
1.2 工作內容 1-2
第二章 商港海象觀測系統建置、儀器說明、維護保養及資料分析 2-1
2.1 海象觀測系統建置 2-1
2.2 海象觀測儀器簡介 2-7
2.3 儀器維護與系統保養 2-18
第三章 商港波浪觀測資料分析 3-1
3.1 111年觀測資料檢核 3-1
3.2 歷年波浪觀測資料分析 3-73
3.2.1 波高分析 3-74
3.2.2 週期分析 3-86
3.2.3 波向分析 3-94
第四章 水下無線通訊技術應用於底碇式波流觀測系統可行性評估 4-1
4.1 水下通訊技術種類及數據機選擇 4-1
4.2 既有底碇式波流觀測系統調整 4-8
4.3 水聲通訊數據機耗電量測試 4-11
4.4 大型試驗水槽水中通訊測試 4-14
第五章 港內靜穩度資料分析－以高雄港為例 5-1
5.1 港內靜穩度測站介紹 5-1
5.2 港內靜穩度資料檢核 5-6
5.3 港內靜穩度觀測資料分析 5-11
5.3.1 港內靜穩度觀測資料蒐集率 5-11
5.3.2 觀測資料統計分析 5-12
3.3.3 觀測資料靜穩度分析 5-14
第六章 結論與建議 6-1
6.1 結論 6-1
6.2 建議 6-3
6.3 成果效益及後續應用情形 6-4
參考文獻 參-1
附錄一 第1次工作會議 附1-1
附錄二 第2次工作會議 附2-1
附錄三 第3次工作會議 附3-1
附錄四 專家學者座談會議 附4-1
附錄五 期末審查意見及辦理情形說明表 附5-1
附錄六 期末報告簡報資料 附6-1