Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 1618—2013
滩海工程水文技术规范
Technical specification of hydrology for beach-shallow sea engineering
2013－10-01实施
2013—07—23发布
中国石油天然气集团公司 发布 Q/SY 1618—2013
目 次
前言
.
范围规范性引用文件术语和定义基本规定潮位波浪波浪对结构物的作用水流···
2
3
.·
4
6
7
..12 ..14
8
.........
...
....
..... ....................................................
泥沙…
9 Q/SY 1618—2013
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则 划第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准由中国石油天然气集团公司标准化委员会海洋石油工程专业标准化直属工作组提出并归口。
本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司规划总院、水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院。
本标准主要起草人：牟永春、潘军宁、焦志斌、苏春梅、李冰、沙秋、李志彪、周益人、王红川、陆培东、王登婷、王艳红、琚烈红、刘兆衡。
II Q/SY 1618—2013
滩海工程水文技术规范
范围
1
本标准规定了滩海工程建设项目在海洋水文参数分析与计算和确定水动力泥沙条件等方面的要求。
本标准适用于滩海区域人工岛、海上平台、海底管缆、进海路、栈桥等滩海工程在规划、可研、 设计、建造及检测中进行海洋水文参数分析与计算和确定水动力泥沙条件。
规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
JTJ213海港水文规范 JTJ/T 234 波浪模型试验规程 JTS 154 - 1 防波堤设计与施工规范 SY/T 4084 滩海环境条件与荷载技术规范术语和定义下列术语和定义适用于本文件。 3. 1
3
滩海 beach-shallow sea 潮上带、潮间带与相邻浅水海域的总称。
3. 2
人工岛 artificial island 为了在滩海区域进行海上油气开发，以砂、石、混凝土等为主要材料建成的岛式构筑物。 水流 current 水体沿比较固定路线的大规模流动，通常是一种综合性流，即各种水体运动合成的流动。滩海水
3. 3
流一般以潮流、风海流、波生沿岸流和离岸流等为主，河口附近也包括径流。 3. 4
潮流 tidal current 由天体引潮力引起的海水在水平方向的周期性流动余流 residual current 除潮流以外的海岸非周期性水流的统称。 波浪要素 wave parameters
3. 5
3. 6 Q/SY 1618—2013
表征一定水域和特定时段波浪状况的变量，如波向、波高、波周期和波长等
3. 7
滩海结构物 beach-shallow sea structure 用钢或钢筋混凝土、砂石料等材料在滩海区域建造的建筑物、构筑物及其相关组成部分的实体，
如钻井平台、采油平台、海底管道、海堤、人工岛、系泊装置、码头及井口保护装置等。 3. 8
物理模型 physical model 将研究对象按一定的相似准则缩制而成的实体模型。
3. 9
数值模拟 numerical simulation 针对研究对象和需要解决的问题，采用合适的数学物理方程，按定解条件进行数值求解的方法基本规定 4.1滩海工程建设应充分收集当地气象、地形和潮位、波浪、水流、泥沙等水文资料。必要时，应开展现场调查和观测工作。 4. 2 滩海工程建设应了解当地海洋功能区划等相关规划，调查航道、锚地和海底管缆等邻近工程情况。 4.3　水文分析和计算应包含下列工作：
a）进行岸滩稳定性分析和泥沙冲淤演变分析； b) 根据工程的特点和要求确定工程潮位、波浪、水流等要素的设计标准； c) 推算设计潮位； d） 推算设计波要素； e） 推算设计流速； f) 根据工程需要开展波浪、水流、泥沙数学模型研究和物理模型研究。
4. 4 现场水文气象资料应包括：
风速资料；
a）
b) 水温观测资料； c） 潮位观测资料； d) 波浪观测资料; e) 水流观测资料； f） 含沙量、底质采样和地形地貌资料。
4. 5 滩海结构物安全等级划分应符合SY/T4084的有关规定 4.6设计潮位、设计波浪推算及泥沙冲淤演变分析应符合JTJ213的有关规定。 4.7滩海工程水文参数选取，除应符合本标准规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定，
5 潮位 5.1 一般规定 5.1.1滩海工程的设计潮位应包括：设计高水位、设计低水位，极端高水位、极端低水位。在总体设计和滩海结构物设计中，宜采用相同的设计高水位、设计低水位和极端高水位。 5.1.2滩海工程同一设计中应采用相同的高程（深度）基准面，工程设计中宜采用1985年国家高程基准。涉及拖航、生产营运、滩海运输等在远离陆岸的滩海区域的作业，宜采用理论深度基准面，并 2 Q/SY 1618—2013
注意其相互的换算关系。 5.2设计潮位标准 5.2.1滩海区域设计高水位应采用高潮累积频率10%的潮位，简称高潮10%；设计低水位应采用低潮累积频率90%的潮位，简称低潮90%。如已有历时累积频率统计资料，其设计高水位和设计低水位也可分别采用历时累积频率1%和98%的潮位 5.2.2滩海工程极端潮位的重现期应根据工程重要性和设计寿命确定。滩海工程主体结构的极端高水位宜采用重现期为50年的年极值高水位；极端低水位宜采用重现期为50年的年极值低水位。对于特别重要的工程，可适当提高标准。对于临时性结构物，如勘探路堤、井口保护装置以及边际油田试采油结构物等，应根据实际情况确定设计寿命，经业主同意后，设计者可考虑以（2～3）倍的设计寿命作为设计重现期。 5.3设计潮位统计方法 5.3.1确定设计高水位和设计低水位，进行高潮和低潮累积频率统计，应采用不少于完整一年的实测潮位资料。 5.3.2若潮位实测资料不足一整年时，可采用短期同步差比法，与附近有一年以上验潮资料的港口或验潮站进行同步相关分析，计算相当于高潮10%和低潮90%的数值，作为设计高水位和设计低水位。 5.3.3 进行短期同步差比法计算时，两站之间应满足下列条件：
a）潮汐性质相似； b）地理位置邻近；
受河流径流（包括汛期）的影响近似。
c
5.3. 4 确定极端高水位和极端低水位时，进行高潮和低潮的年频率分析，应有不少于连续20年的年最高潮位和年最低潮位实测资料，并应调查历史上出现的特殊水位。 5.3.5极端高水位和极端低水位可按JTJ213的方法确定 6 波浪 6.1一般规定 6.1.1滩海工程设计波浪标准应包括波浪重现期标准和累积频率标准。 6.1.2进行直墙式、墩柱式、桩基式和斜坡式结构物的强度和稳定性计算时，设计波浪的重现期应采用50年。对于特别重要或破坏后可能造成重大损失的结构物，可适当提高标准。对于临时性结构物，经业主同意后，设计者可考虑以（2～3）倍的设计寿命作为设计重现期。 6.1.3进行直墙式、墩柱式、桩基式和斜坡式结构物的强度和稳定性计算时，设计波高的波列累积频率标准应按表1采用。 6.1.4波长、波速和波浪的其他特性，可采用微幅波理论进行计算，当认定计算的近似值精度不够时，应考虑波浪有限振幅性对计算结果的影响。在将不规则波列以各组成波叠加形式表示时，组成波的基本特性可用微幅波理论进行计算。 6.1.5设计中应充分考虑波浪的谱型，采用适当的波浪频谱和方向函数分布形式。风浪频谱和方向分布函数可参照JTJ213执行。当地有实测波浪谱资料时，可采用实测波浪谱资料分析确定波浪谱型。
3 Q/SY 1618—2013
T,= 1. 15T
.. (2)
式中： Ts
有效波周期，单位为秒（s)。
6.3外海设计波要素计算 6.3.1当工程附近外海有较长期波浪实测资料时，可采用分方向年极值波高进行频率分析，确定不同重现期波高。 6.3.2在实测资料不足时，可采用30年以上的气象资料推算外海波浪。 6.3.3进行波高和周期频率分析的资料年限不宜少于20年 6.3.4与某一重现期的设计波高相对应的波浪周期的推算方法可按下列规定采用：
a) 当地大的波浪主要为风浪时，可由当地风浪的波高与周期的相关关系外推与该设计波高相对
应的周期，或按表3确定相应周期； b) 当地大的波浪主要为涌浪或混合浪时，可采用与波浪年最大值相对应的周期系列进行频率
分析，确定与设计波高为同一重现期的周期值。
表 3 风浪的波高与周期相关关系
6
Hi/3,m
5
7
8
4
9 12.7
10 13.2
2
3
6. 1 7. 5 8.7 9. 8 10. 6 11. 4 12. 1
Is.S
6.3.5波高和周期的频率曲线可采用皮尔逊III型曲线；也可以与实测资料拟合最佳为原则，选配不同分布曲线，最终确定不同重现期设计波浪 6.3.6当工程附近无长期测波资料，且对岸距离小于100km时，可采用当地长期风速资料确定不同重现期设计波浪 6.3.7当无长期测波资料且对岸距离较长时，可选取各方向每年最不利天气过程，依据台风资料、 天气图资料或风场后报资料，进行风浪数值后报。 6.4近岸波浪传播变形计算 6.4.1计算外海波浪向滩海工程位置传播变形，应充分考虑波浪传播过程中可能产生的折射、绕射、 反射、浅水变形、破碎和风能输人等各种因素：
当波浪传播水域有岛屿、海或人工结构物时，应考虑波浪的绕射作用；当地形变化剧烈时，应同时考虑折射和绕射；当工程附近有直立式结构或陡坡时，应考虑波浪反射；当工程位于海湾内且海湾长度超过1km时，应考虑局部风浪的影响；当波高超过当地水深对应的极限波高时，应考虑波浪破碎导致的波能损耗，并由极限波高确定设计波高。极限波高可按JTJ213确定。
) b) c) d) e)
6.4.2 近岸波浪传播变形计算时，波浪周期可采用平均周期。 6.4.3波浪折射绕射变形计算的起始水深，在海湾和河口区可取风区平均水深处的水深；对开散式海区，结合推算波浪要素的位置，可取相应等深线附近的水深。 6.4.4近岸浅水区波浪变形可按JTJ213的相关方法计算，对于复杂地形应选用合适的数值计算方法进行波浪折射、绕射计算。
5