【技术实现步骤摘要】
本申请属于海岸动力学，尤其涉及一种自然岸滩上最大波浪增水预测方法及相关装置。
技术介绍
1、在全球气候变化的背景下，海岸洪水灾害越发频繁，对沿海地区自然环境和社会经济产生巨大影响。波浪增水是由于波浪传播而导致的平均水平面升高，是海岸洪水的重要组成部分。自然岸滩上的最大波浪增水值是海岸工程设计、海岸洪水预报等过程中的关键参数，对其进行快速、准确预测具有重要的科学意义和工程实用价值。
2、深入认识近岸波浪传播和破碎过程，对于计算波浪增水至关重要。然而，海岸地区复杂水下地形的详细特征通常是未知的，这导致近岸波浪运动难以预测。因此，目前最大波浪增水大多采用经验公式进行预测，这些公式基于简单的环境参数(例如岸滩坡度、深水波高和波长等)建立，相比于物理模型和数学模型，具有计算效率高、成本低等优点，被广泛应用。
3、当前国内外学者已经提出了诸多公式来实现最大波浪增水的快速预测，然而现有公式通常未考虑自然岸滩上不同泥沙粒径条件下波浪增水的区别，导致对于波浪增水的预测精度差，预测精度有待提高。
4、参考文献：
5、[1]stockdon h f,holman r a,howd p a,et al.empirical parameterizationof setup,swash,and runup[j].coastal engineering,2006,53(7):573-588.
6、[2]medellín g,brinkkemper j a,torres-freyermuth a,et
7、[3]ji c,zhang q,wu y.an empirical formula for maximum wave setupbased on a coupled wave-current model[j].ocean engineering,2018,147:215-226.
8、[4]o'grady j g,mcinnes k l,hemer m a,et al.extreme water levels foraustralian beaches using empirical equations for shoreline wave setup[j].journal of geophysical research:oceans,2019,124(8):5468-5484.
9、[5]dalinghaus c,coco g,higuera p.a predictive equation for wave setupusing genetic programming[j].natural hazards and earth system sciencesdiscussions,2023,23(6):2157-2169.
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请旨在提出一种自然岸滩上最大波浪增水预测方法及相关装置，以解决现有的自然岸滩上最大波浪增水预测方法对于波浪增水的预测精度差的问题。
2、为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：
3、第一方面，本申请提供了一种自然岸滩上最大波浪增水预测方法，包括：
4、获取预报海岸的前滨坡度、岸滩中值粒径以及波浪数据，其中，所述波浪数据至少包括波浪浮标处采集到的有效波高、谱峰周期，以及波浪浮标处的水深数据；
5、根据所述谱峰周期和所述水深数据，并通过线性波理论算法和牛顿迭代算法计算得到波浪浮标处的波长数据；
6、根据所述有效波高、所述谱峰周期和所述波长数据，并通过线性波理论算法计算深水波长和深水有效波高；
7、根据所述深水波长、所述深水有效波高，以及所述前滨坡度、所述岸滩中值粒径，计算得到自然岸滩上最大波浪增水的预测值；
8、收集不同区域自然岸滩上最大波浪增水的实测值，将所述实测值与所述预测值进行误差分析，以评估最大波浪增水预测准确度。
9、第二方面，基于同一专利技术构思，本申请还提供了一种自然岸滩上最大波浪增水预测装置，包括：
10、数据获取模块，被配置为获取预报海岸的前滨坡度、岸滩中值粒径以及波浪数据，其中，所述波浪数据至少包括波浪浮标处采集到的有效波高、谱峰周期，以及波浪浮标处的水深数据；
11、第一计算模块，被配置为根据所述谱峰周期和所述水深数据，并通过线性波理论算法和牛顿迭代算法计算得到波浪浮标处的波长数据；
12、第二计算模块，被配置为根据所述有效波高、所述谱峰周期和所述波长数据，并通过线性波理论算法计算深水波长和深水有效波高；
13、预测模块，被配置为根据所述深水波长、所述深水有效波高，以及所述前滨坡度、所述岸滩中值粒径，计算得到自然岸滩上最大波浪增水的预测值；
14、误差分析模块，被配置为收集不同区域自然岸滩上最大波浪增水的实测值，将所述实测值与所述预测值进行误差分析，以评估最大波浪增水预测准确度。
15、第三方面，基于同一专利技术构思，本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法。
16、第四方面，基于同一专利技术构思，本申请还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其中，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如第一方面所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法。
17、相对于现有技术，本申请所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法及相关装置具有以下有益效果：
18、本申请所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法及相关装置，所述预测方法在仅获得岸滩前滨坡度、岸滩上泥沙中值粒径、波浪浮标采集的波高等几项简单数据的基础上，对自然岸滩上最大波浪增水进行快速、准确预测，与以往方法相比，本实施例考虑了岸滩泥沙粒径对波浪增水的影响，采用本实施例中所述的预测方法，可有效提高最大增水值的预测精度。
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1.一种自然岸滩上最大波浪增水预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法，其特征在于，所述波浪浮标处的波长数据计算公式为：
3.根据权利要求2所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法，其特征在于，所述深水波长的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法，其特征在于，所述深水有效波高的计算公式为：
5.根据权利要求4所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法，其特征在于，所述自然岸滩上最大波浪增水的预测值计算公式为：
6.根据权利要求1所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法，其特征在于，通过相对均方根误差公式和决定系数公式作为评价指标，对所述实测值与所述预测值进行误差分析，包括：
7.一种自然岸滩上最大波浪增水预测装置，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-6任一项所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法。
9.一种非暂
...【技术特征摘要】
1.一种自然岸滩上最大波浪增水预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法，其特征在于，所述波浪浮标处的波长数据计算公式为：
3.根据权利要求2所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法，其特征在于，所述深水波长的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法，其特征在于，所述深水有效波高的计算公式为：
5.根据权利要求4所述的自然岸滩上最大波浪增水预测方法，其特征在于，所述自然岸滩上最大波浪增水的预测值计算公式为：
6.根据权利要求1所述的自然岸滩上最大波浪增水...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪超，姜奇，马殿光，孔宪卫，干伟东，段宇，周俊伟，李笑晨，李晓松，张磊，王晨阳，张玉倩，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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