基于潮汐模型与余水位监控法的海图测量水位改正及应用

面对近年海图测量逐渐由近海向外延伸的发展现状,其对水位改正的要求越来越高,水位改正是海图测量中的一个尤为重要的技术环节,对保证测量精度起着极其重要作用。实际测量作业中,在一些潮汐性质变化复杂的海域,采用传统水位改正方法面临设站数量多、难度大、易丢失、精度难保证等难点。针对测区潮波分布的复杂性与特殊性,基于POM模式,采用"混合"同化法同化由T/P卫星测高数据反演的沿迹潮汐参数构建了高分辨率高精度的潮汐模型,利用余水位的空间相关性,称之为基于潮汐模型与余水位监控的水位改正法。通过海图测量实例中基于潮汐模型与余水位监控法的应用,对测量成果精度进行了分析和验证,为海图测量在水位改正方法的选择提供了技术支持,进而对保证测量精度有着重要的现实意义。     

基于潮汐模型与余水位监控法的实例分析

介绍了基于潮汐模型与余水位监控的水位改正法在成山角东侧近海区域定线制多波束测量中的应用情况。结合本实例应用,总结了依适用性检测、验潮站布设方案设计、水位改正值计算等的实施步骤及技术细节。在本次测量中,由沿岸成山角站实现了邻近无潮点附近整个测区的水位控制,水位改正中误差约为0.064m。这证明潮汐模型在近海区域已能满足水深测量工程应用需求,且在严密论证的前提下可在工程实践中完全代替传统水位改正方法。     

基于区域潮汐场模型的水位控制可行性研究

探讨了基于区域潮汐场模型的水位控制方法中的基准面确定问题,发现余水位控制方法在传递余水位的同时隐含了平均海面传递的事实,因而使区域各点与验潮站的平均海面处于同一历元,而深度基准面的确定误差是该方法的主要误差之一.根据渤海的某次水深测量作业,研究了区域深度基准面的精化,验证了平均海面的传递理论.最后分析了该方法存在的问题...     

风与余水位延迟效应关系的研究

针对实测水位资料中存在余水位的问题,进行气象因素中风与余水位的相关性以及风对余水位的延迟效应的研究。用统计分析法对青岛站数据分析得出,偏北风对减水贡献较大,偏南风对增水贡献较大;进一步对比分析得出:风对余水位的影响有一定的延迟性,延迟时间的长短与风速的大小成线性关系,风速越大延迟时间越短,造成的余水位变化幅度越大。通过本文分析可以为进一步研究余水位的特性、改进水位预报精度提供一定的参考。     

长江口外潮汐精细化模型研究与精度分析

长江口外海上测量除受风浪影响较大外,最重要的问题是潮位控制非常困难。文中简要阐述了开展长江口外潮汐精细化模型研究的方法,介绍了利用潮汐精细化模型对长江口外航路任意点进行潮汐预报的方法,并通过实测数据进行了精度分析,提出了建议。     

基于余水位配置的海洋潮汐推算研究

基于余水位的配置模型,利用长期验潮站实测水位结合临近短期验潮站天文潮位来恢复短期站的实际水位,并对其进行误差分析,证明基于余水位配置的海洋潮汐推算的可行性与实用性.     

海道测量水位改正通用软件研制

综合近几年海道测量水位改正的最新理论研究成果,以"海洋测量信息处理工程"软件系统为基础平台,根据直观性、通用性、可靠性等基本原则,开发了适用于单波束、多波束多种测深数据接口的海道测量水位改正通用软件,并从内、外符合精度方面对软件的水位改正效果进行了检验评估。     

海道测量中余水位分离方法的研究

证明了基于余水位信息进行海洋潮汐推算时不需考虑测量区域内潮汐性质是否相似;计算了中数法、陈宗镛法、Rossiter法、Doodson法、Godin法关于63个主要分潮的滤波器谱数值,从理论上对各模型滤波能力进行了量化表征;基于上述滤波法进行了仿真和实测水位的余水位分离计算。结果表明,Godin法可基本消除实测水位的短周期分潮影响,若进一步消除其隐含的中、长周期分潮影响,则Godin法在海道测量水位改正中将有更大应用价值。     

渤海海峡及附近水域水位控制的组织与实施

针对渤海海峡及附近水域开展的检查测量与航路扫海测量面临的现实困难,综合运用多种技术方法实施了水位控制:采用多站分区的最小二乘拟合法和基于潮汐模型与余水位监控法等两套水位控制方案以降低作业风险;采用虚拟站技术实现海上定点站的水位推算以提高作业效率。并对技术方案设计至水位改正数计算中的每个关键步骤都进行严密的论证分析,评估对应的量化精度指标,体现了全过程质量控制的思想。评估结果表明,水位控制的精度满足规范与行业标准的要求,达到了方案设计的目标。     

粤东船舶定线制测量中水位控制的实施

针对2014年粤东水域船舶定线制扫测项目海域范围大、潮汐类型变化明显、布站困难的现实,经分析论证和数据试验验证,采用基于潮汐模型和余水位监控法实施水位控制。验证表明,该方法所提供的测区水位数据不仅能满足相关技术标准的精度要求,而且可以提高作业效率、降低作业成本与风险。水位控制的实施过程都贯穿着"分析论证、质量控制"的作业思路,可推广应用至其他测量任务。     

时差法水位改正的精度评估方法研究

为实现对时差法水位改正结果的精度评估,根据协方差传播律,推导了时差法水位改正的误差方程,讨论了评估潮时差确定精度的方法,并通过数据试验对结果进行了验证。试验结果表明,最小二乘拟合法比相关系数法更能满足时差法水位改正精度评估对潮时差的要求;根据《海道测量规范》要求,试验海域潮时差中误差的限差为6.2min,验潮站网潮时差闭合差中误差的限差为1.0min;水位改正方差反映出了水位改正结果的合理性,可用以评估水位改正精度。     

基于余水位订正的海洋潮位推算关键技术研究

从分潮数目选择、调和常数稳定性优化两个关键环节入手,选择11个主要分潮用于潮位推算,并利用邻近长期站对中短期验潮站调和常数做差比订正,显著提高了中短期验潮站的潮位推算精度。     

基于全球潮汐模型的东海海域潮汐性质空间分布

利用全球潮汐模型FES 2014(Finite Element Solution 2014)空间分辨率为(1/16)°×(1/16)°的网格点处13个分潮调和常数,借助基于最小二乘法调和分析方法和潮汐特征值的定义算法,定量分析东海海域(117°～131°E,23°～33°N)的潮汐类型、深度基准值和不同潮差类型.结果表...     

Frictionless Generation of a Tidal Eulerian Residual Flow over a Sill in a Narrow Channel

Using a vertically two-dimensional, two-layer model, we have analytically examined the generation mechanism of a nonzero Eulerian residual flow by strong tide-topography interaction in a narrow channel where the frictional effect is not included. In this case, tidally generated baroclinic disturbances are forced non-uniformly in space and time while being advected by a strong tidal flow over the non-uniform slope of the bottom topography. Consequently, nonzero Eulerian residual flow results when averaged over one tidal period. Although the time average of the velocity field is thus nonzero, the associated Eulerian residual transport in each layer is compensated by a Stokes transport so that no Lagrangian residual transport results in both layers. This warns us that simple time averaging of the velocity data obtained at a fixed mooring station might lead to a spurious material transport. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Three-Dimensional Tidal Model and Its Application to Numerical Simulation of Water Quality in Coastal Waters

- The turbulence mechanism plays an important part in the mixing process and momentum transfer of turbulence. A three-dimensional Prandtl mixing length tidal model has been developed to simulate tidal flows and water quality. The eddy viscosities and diffusivities are computed from the Prandtl mixing length model. In order to model the water quality of an estuary or coastal area many interdependent processes need to be simulated. These may be conveniently separated into three main groups: transport and mixing processes, biochemical interaction of water quality variables and the utilization and re-cycling of nutrients by living matter. The model simulates full oxygen and nutrient balance, primary productivity and the transport, reaction mechanism and fate of pollutants over tidal time-scales. The model is applied to numerical simulation of tidal flows and water quality in Dalian Bay. The model has been calibrated against a limited data set of historical water quality observations and in general demonstra     

福建东山湾潮流和余流特征研究

东山湾位于台湾海峡南口的西岸,属于潮控型半封闭海湾.本文章通过对M1站1周年的流速、流向及对应的风速、风向资料进行分析,结果表明:M1站正压流动特征显著,潮流日不等现象较明显,相邻潮次中涨急流速明显小于落急流速.观测期间,M1表、中、底3层实测最大涨潮流速分别为83,78,71 cm/s,实测最大落潮流速分别为152,104,100 cm/s.夏季表层余流流速明显大于中层和底层,冬季各层余流速相差则较小.径流是M1站的余流的主要因子.夏季,径流对表层作用最为明显,其余流流速明显大于中层和底层,中、底层由于受温盐跃层产生的斜压效应作用,出现较长时段的北向余流;冬季东山湾平面和垂向温、盐分布均匀,各层余流流向均为落潮方向,且表层往底层方向,流速变幅不大.由于其半封闭型的海湾形态,风应力对东山湾的余流贡献较小.     

琼州海峡夏季三塘潮流谱分析和余流特征研究

无论潮流矢量是反时针旋转(f>0)还是顺时针旋转(f<0),全日潮谱峰都高于半日潮谱峰。2个半日潮周期分别为12、12.4h;2个日潮周期分别为23.9和25.8h;在半日潮和全日潮分量中,反时针分量是主要的:顺时针的半日潮能谱只有反时针的84%;顺时针的日潮能谱只有反时针的65%;浅水分潮6.2、8h和超过24h的3、4.2和5.5d等也有明显表现,但是都未通过显著性检验;夏季余流流速在5～10cm/s范围内变化,方向以南偏西为主。造成这种现象的首要的因素是夏季琼州海峡水交换基本态势和三塘附近海底地形,风对流向变化也有重要影响。