港外水域虚拟验潮站水位推算研究

港口航道图测绘期间出于潮位控制的需要,除了利用长期验潮站外需要另设其他短期/临时验潮站。如何深入利用常设短期验潮站积累的历史水位资料以有效减少验潮工作量,已成为海洋测绘实践需解决的现实课题。基于港口长期验潮站与常设短期验潮站的历史同步实测水位资料,采用潮汐差分订正与余水位传递技术,实现了一种精度可靠的港外水域虚拟验潮站水位恢复方法。归纳了港口短期验潮站进行潮汐差分订正的适用条件,列出了采用该种虚拟水位技术恢复水位方法的计算步骤。实例验证及精度评估表明,经潮汐差分订正后的虚拟验潮站采用“天文潮位+邻近验潮站传递余水位法”恢复水位的推算精度,可以满足相关技术规范要求。     

黄海、东海潮汐余差谱的初步分析

目前世界各国出版的潮汐表和潮流表几乎全是采用调和方法推算的,对于用这种方法进行的潮汐预报的误差已有许多人做过研究;我国也曾有人从调和常数准确度和分潮选取方面进行了研究,并研究了浅水港口的潮汐预报方法。我所与国家海洋局情报研究所潮流组的同志在这方面做了一些工作:在一定程度上提高了潮汐预报的准确度;满足了实践的需要。然而,潮汐预报余差(即实测水位与预报潮高之差)减小的量值与余差本身相比仍是微小。例如在浅水港口吴淞,用1963年实测水位资料的分析结果预报1970年的潮位,采用 Doodson的方法预报,低潮时间的误差在半小时以上者占49%,而采用浅水准调和分潮方法预报,则仅占9%。前者余差的标准差是20.6厘米,后者约为19.7厘米,两者只相差0.9厘米,对余差总体来说,所减少的量值还是很小的。 验潮站测得的每小时一次的水位值,实际上可以认为是周期性和非周期性水位之和。其中,周期部分是潮汐诸分潮振动的迭加结果;在实测水位中扣除预报的潮高后得到的余差基本上可看作是非周期性的。从谱结构来看,实测水位不仅是一系列以线谱为特征的分潮的迭加,而且还有本底噪声以及介于两者之间的非线性相互作用所导致的一些随机起伏。所以,用调和方法预报潮汐,其准确度必有某些限制。为了进一步研究潮汐预报误差,国外曾有人对特定地点的潮汐预报余差进行谱分析,从而得到了一些有意义的结果。本文即拟通过潮汐预报余差功率谱研究潮汐预报的准确度和误差的性质。     

埕岛油田及附近地区的水位

在渤海内,M2分潮有两个无潮点,一个在秦皇岛东面,另一个位于渤海湾至莱州湾之间。此外,渤海海峡附近还有一个K1分潮的无潮点。埕岛油田位于M2分潮无潮点和K1分潮波的腹部附近。整个石油开发区半日潮差均较小,其中以东南部最小,西北部有明显增加。全日潮差由东北向西南增加,变化幅度较小。在一般天气条件下,海面高度主要决定于潮汐,潮差不大,但在台风影响下,可能引起异常的增水,寒潮可以引起大的减水或增水。国内不少单位在黄河口做过潮汐观测,但资料甚少。埕岛油田位于黄河口的西北部,海上水位资料十分缺乏。我们利用12井位和20井位进行了4个月的水位观测,使用Aanderaa水位计,取样间隔为15min。岸边站(3站)是在岸边打桩,使用滚筒式水位计,获得了一年的水位观测资料,这些资料十分宝贵。本文详细地分析了该区域的水位特征,并给出施工设计需要的各个参数。     

考虑海平面上升影响的极值水位计算

本研究基于非平稳序列极值理论,定量分析极端水位事件年超越概率受海平面上升的影响;以工程设计使用年限内极端水位发生概率作为控制条件,构建考虑海平面上升的极值水位计算方法;结合平均海平面的长期变化过程,推算海平面上升下的极值水位。基于全球10个验潮站历史水位观测资料,验证历史平均海平面长期变化与高、低水位耿贝尔分布位置参数变化的一致性以及构建方法的合理性。结合政府间气候变化专门委员会对海平面上升的预测,推算和对比分析不同海平面上升情景下的极值水位,并评估相应极值水位在当前极值分布中的重现期。     

广利河口及沿岸的工程水位

随着海岸带和滩涂资源的综合调查及开发利用,海上航运事业的不断发展,新建和扩建港口的逐渐增多,潮位的频率分布和不同重现期的极值水位等已成为港口和航道工程中十分重要的参考数据,我国已确定在港工建设中取对应保证率1％的潮位为设计高水位,对应保证率98％的潮位为设计低水位,50年一遇的高(低)水位作为校核高(低)水位,此外,乘潮水位的频率分布在航道、港工及岸边工程中也有着重要用途。按“港口     

黄海温度锋及断面水温分布数值预报试验硏究

自Simpson和Hunter(1974)在对夏季爱尔兰海的研究中提出潮混合控制潮汐锋的概念以来,人们相继在许多强潮浅水区发现了潮汐锋现象,并做了大量的研究工作,对锋区的流场结构等特征,以及潮汐锋对周围环境的影响等有了更多的了解。在我国,赵保仁(1985)首先提出黄海存在潮汐锋现象,认为冷水团的温度锋可看作是底层的潮汐锋,并可利用近最大潮流流速计算层化参量来确定黄海潮汐锋(从而亦即温度锋)的位置,而且还可以根据已有调查资料和卫星图片揭示它的一些变化规律。他与合作者的一系列研究工作表明:黄海的潮混合及潮汐锋现象对黄海的温盐和水团分布、层化现象、强温跃层的分布变化、黄海的水平和垂直环流有重要影响和直接关系,进而可以推测黄海的潮混合及潮汐锋现象对黄海的物质输运、生态环境等有着重要的影响,因此研究黄海潮混合形成的温度锋和断面温度分布的数值预报方法是非常有必要的。 以往关于潮汐锋的数值研究大多数是诊断模式,用于求解潮汐锋形成以后锋区的环流结构等,而用数值方法模拟潮汐锋的形成和演化的工作却很少。在国外,只有王东平等(Wang et al.,1990)用二维模型,对垂直涡动扩散和粘性系数采用Munk-Anderson格式与湍流封闭格式嵌套的方法以反映边界层的作用,利用实测的大气强迫力和数值计算的潮流模拟了英国Celtic海的潮汐锋和海洋层化的变化问题,尚未涉及潮汐锋的形成过程。在国内,Bi和Zhao(1993)用一个二维数值模式对黄海34°N的潮汐锋进行了模拟,较好地模拟了从4月到8月潮汐锋的形成和演化过程。在此基础上,我们将进一步利用潮流分布及海面的热量和动量输入条件,以垂直均匀状态为初始条件,模拟黄海各主要断面的温度分布、温度锋和温跃层在增温期的形成和演化过程。     

大连老虎滩澳的大振幅假潮

潮汐周期以外的大振幅水位波动(即大振幅假潮),在老虎滩澳时有发生。老虎滩澳位于大连湾侧,是一半封闭深度较浅的三角形小海湾(图1).验潮站位于湾的左岸,距湾顶约1km,水深2.8m.据统计,1980～1994年15年间出现波高大于20cm的假潮共61次。波高超过40cm的为12次。较大振幅事件发生在1994年7月3日,其最大波高为91cm,谱分析显着周期为10min.类似这种小海湾的大振幅假潮在世界其他港湾也经常观测到。其中,以中国的龙口港、日本的长崎港和巴利亚里群岛西岸的锡尤达德拉(Ciu-tadella)港发生的大振幅假潮最为突出。     

大沽河口水位变化特征分析

本文基于2016年11月8日—2019年6月29日大沽河入海口水深观测数据分析了大沽河河口水位变化特征,并结合风场、降水量、卫星高度计融合产品资料对其影响因素展开了讨论。结果表明:1)大沽河口水位变化由潮汐过程主导,潮汐类型为正规半日潮,M2分潮占主导;2)余水位在2017年7月—2019年1月存在周期约为110—150天的显著季节内变化,主要受到纬向风的影响,监测系统处在大沽河入海口西岸,东向(西向)风将驱动水体向东(西)输运,导致西岸监测系统处水量减少(增加),从而观测到余水位下降(上升);3)观测期间,余水位存在显著下降趋势,约为–0.53×10–2 m/月,主要受到大沽河流域降水量减少的影响。     

环渤海湾经济区港口的类型及其开发的展望

一、港口的类型 (一)潮水沟港(潮汐汊道) 淤泥质海岸,强潮海区,借助于河口或排水沟为起步的条件而建成的港口,称谓潮水沟港。这类港口可以为本地区的乡镇企业、农业、渔盐业服务。港口的泊位一般是百吨级、千吨级,很难达到万吨级。其原因:     

福建沿岸上升流数值研究 Ⅰ.台湾海峡潮汐、潮流的数值模拟

台湾海峡内的潮运动是相当强烈和复杂的,一方面由于自海峡外传入的两支太平洋潮波在海峡内传播、相汇,形成强烈的潮运动;另一方面海峡内地形的复杂和岸线的曲折又使海峡内潮汐、潮流的分布变得特别复杂。自80年代以来,国内学者对海峡内的潮汐、潮流进行了不少研究(丁文兰,1983;方国洪等,1985;叶安乐等,1985,1986;李立等,1990；陈新忠,1983;郑文振等,1982),并获得了有价值的成果。但是,他们对海峡内潮运动的过程、性质等尚有许多不同的看法。例如,关于M2分潮最大流速同潮时线的分布状况,以上学者的结论各不相同,有的甚至差异很大。对海峡内M2分潮最大流速同潮时线聚点(即圆流点)的问题也有两种观点。关于潮流分布状况,由于实测流资料缺乏,尽管已有的研究在潮流极值区的出现位置上基本达成共识,但在潮流流速量值的大小问题上仍有诸多分歧。 鉴于上述研究现状,为了对海峡内潮汐、潮流的分布状况有更准确、细致的认识,以便弄清海峡内潮过程在上升流形成过程中的作用,本文在已有研究的基础上,重新对台湾海峡内的潮汐、潮流作了数值计算。我们将讨论的重点放在以往研究中有争议的问题上,依据计算结果并结合实测资料提出我们的见解。