莱州湾沿岸典型验潮站垂直基准一致性研究

莱州湾具有典型的大陆架结构,潮汐性质复杂。本研究根据莱州湾沿岸4处典型验潮站的多年数据计算了各站深度基准面值及保证率,并与相关涉海部门现采用值进行了比对分析。结果表明：个别验潮站计算值与相关涉海单位采用的深度基准面值有明显差异。本文就此进行了分析并提出了合理性建议。4处验潮站周边均埋设了高等级水准点,通过历年实施的高等级水准联测来监测各站高程基准点变化量,计算结果可用以维持区域垂直基准,为今后莱州湾港口建设、航道施工、水深测量、船舶通航及信息发布等提供更加准确的基础资料。     

多波束在秦皇岛燕塞湖库区水下三维地形测量中的应用

介绍利用多波束对秦皇岛燕塞湖库区水下地形探测的方法,采用OMINISTAR星站差分GPS定位,库区设立多个水文站实时人工验潮、测深精度严格控制等方法,使多波束对测区进行全覆盖、无遗漏、高精度和高效率的扫测。扫测结果让我们对测区内的水深状况有了一个比较全面的了解,确定了库区水域内的最浅水深,保证了旅游船航线水域水下地形资料的完整,为秦皇岛燕塞湖库区提供了真实可靠的水深数据,完善了救援预案,为旅游船舶航行安全提供了详实的基础数据。     

芦潮港车客渡码头水域近期强势淤涨原因辨析

叙述了１９９３年前的芦潮港车客渡码头水域自然水深条件和１９９３年后强烈淤涨的态势,从诸事件的时间之窗及水下滩坡适应性调整、长丁坝促淤效应等方面讨论了该水域强势淤涨的原因,提供了一个海岸工程产生淤积响应的典型实例。海岸带（尤其在沉积环境响应敏感的区域）开发必须注重社会经济效益与环境效益的统一。     

珠江口内伶仃洋水下地形地貌特征

珠江口海底管线、跨海大桥及港口码头堤坝等近岸海底工程构筑越来越多,为服务于当地的经济发展需要,广州海洋地质调查局使用数字测深仪、多波束水深测量系统和旁侧声纳扫描系统,对珠江口内伶仃岛以北水域(内伶仃洋)的水下地形地貌进行了调查。利用调查资料,分析了内伶仃洋的水下地形地貌特征,认为内伶仃洋水下格局总体上呈三滩两槽分布,发展趋势处于不断的淤浅和萎缩,但人为作用已对水下地形地貌产生了较大的影响,破坏了水下生态环境,应加强水域综合管理,加大环境保护力度。     

大型泊位设计中的水流问题——以宝钢马迹山港为例

本文以宝钢马迹山２５万吨级矿石中转港码头设计中所遇到的水流问题为例,通过对研究水域的水流性质以及泊位、船舶、水流三者之间关系的初步分析,认为水流尽管与风、浪一样不致船舶结构破坏,但一定时段内却可能对其靠泊造成困难,而水流作用于系泊中船舶并传递给码头结构物的荷载,以及水流与波浪相互作用使得波流要素改变则是设计中必需考虑的。最后,作者对港口设计和运作提出建议,以期相类似水深流急地区建设大型泊位时能有所借鉴。     

洋山深水港海域多年来海床冲淤变化及其影响因素分析

海床冲淤变化对港口与航道工程建设非常重要。由于泥沙供给、人类活动和其他等因素的影响,海床冲淤变化非常复杂。洋山深水港是一个新兴的深水港口,是上海国际航运中心重要的组成部分,它的建设引起了各方的广泛关注。目前,洋山水深港一、二、三期港区在潮流运动和定期疏浚下保持着良好的水深。四期港区工程是世界上最大的全自动化深水码头,2017年12月以开港运行。本论文基于大量的地形资料、水文泥沙资料,分析了整个洋山深水港多年来的海床冲淤变化和近期四期工程海域海床冲淤变化。结果显示：1998-2010年整个洋山港区海床冲淤变化表现为较大幅度的冲淤,在洋山主通道内呈现为"南淤北冲"的格局,但是颗珠山汊道一直以来均表现冲刷的趋势;四期港区水域近一些年来也表现为一个冲刷的趋势,多年年均冲刷幅度0.7m左右;讨论了外界泥沙供给、港口工程陆域边界封堵、港池疏浚和由此带来的水流的变化以及泥沙水力特性等因素的对洋山港海域海床冲淤变化的影响,在众多因素中,颗珠山汊道的存在（或保留）对洋山西部水域或四期港区水域冲刷有着积极的作用,它的存在所产生的落潮作用对四期港区的水深维护起到重要的正面影响。     

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。     

洪季伶仃洋水域径潮动力作用机制及演变探讨

为揭示洪季伶仃洋水域径潮动力作用规律,基于历年定点观测数据,采用主潮通量算法和线性回归法定量剥离了主动力因子对流速的贡献。结果显示,该水域潮周期平均流速与潮差、径流量及其他动力因子相关性很好。潮周期平均流速始终与潮汐动力正相关,但其贡献近年有明显减弱。径流作用以往以随潮运动为主,削弱了潮流流速;近年其贡献变为涨潮期为负、落潮期为正。其他动力因子主要是垂向盐度斜压梯度力及季风等,在主槽水域其贡献涨潮期为正、落潮期为负,变化不大;但西滩水域“潮汐捕集”和储能机制对潮流流速影响作用被削弱。因此,伶仃洋河口湾较以往呈更多河道型水流动力特征,与近年伶仃洋水域围垦及水深增大等朝窄深形态发展密切相关。     

码头前沿水域潮流观测与分析预报的应用

为满足当前港口工程对精细化潮流预报的需求,通过比较准调和分析、流体动力——数学模型、最小二乘法三种潮流预报方法,认为最小二乘法的调和分析方法最为适用于小尺度水域的潮流预报。该方法选择以定点及漂流观测获取码头前沿水域的实测流况资料,通过分析实测资料,了解所在水域的潮流特征,再结合最小二乘法调和分析,对前沿水域进行定点的潮流预报。     

浅谈胶州湾的港口功能区划

对胶州湾内的港口建设历史沿革及港口布局和岸线使用现状作了简述，阐明了港口功能和青岛市的发展关系。对胶州湾内港口功能区划岸线水域利用，如老港区、沧口水道新港区、大石头化工港区、轮渡码头、黄岛油港及前湾港等，提出拟建：３００～４００个专用和通用泊位，形成大、中、小相结合的港口群的设想。     

长江河口潮波传播机制及阈值效应分析

河口潮波传播过程受沿程地形(如河宽辐聚、水深变化)及上游径流等诸多因素影响,时空变化复杂。径潮动力非线性相互作用研究有利于揭示河口潮波传播的动力学机制,对河口区水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文基于2007—2009年长江河口沿程天生港、江阴、镇江、南京、马鞍山、芜湖的逐日高、低潮位数据及大通站日均流量数据,统计分析不同河段潮波衰减率与余水位坡度随流量的变化特征,结果表明潮波衰减率绝对值与余水位坡度随流量增大并不是单调递增,而是存在一个阈值流量和区域,对应潮波衰减效应的极大值。为揭示这一阈值现象,采用一维水动力解析模型对研究河段的潮波传播过程进行模拟。结果表明,潮波传播的阈值现象主要是由于洪季上游回水作用随流量加强,余水位及水深增大,导致河口辐聚程度减小,而余水位坡度为适应河口形状变化亦有所减小,从而形成相对应的阈值流量和区域。     

海南岛博鳌港洪水过程模拟

采用一个包括陆地淡水径流和风暴潮影响的模型计算了海南省博鳌港的洪水水位。模型中的外海潮汐考虑K^1和O^1分潮，风暴增水和河流流量的变化过程采用峰值函数的形式模拟，取得了与实测结果相近的计算结果。模拟实验表明，洪水水位峰值与河流洪峰流量，风暴增水峰值，系统的过水断面形状以及洪水历时的长短等因素有关。对于博鳌港口门通航条件整治，采用复合的梯形过水断面最为合适，因为相对于天然的口门过水断面，复合梯形断面能使湾内的最高洪水水位下降约20％。     

伶仃洋洪季潮波传播变形及不对称性规律分析

珠江河口伶仃洋水域潮波传播变形及其不对称性关系对河口动力环境和物质输运产生影响。研究根据珠江口伶仃洋及东四口门19个潮位站2011年6月实测逐时潮位, 利用收缩河型沿程潮幅解析理论, 阐释伶仃洋从桂山岛上行沿程潮汐传播规律特征; 在调和分析基础上, 应用偏度理论和分潮组合分析方法, 阐明了伶仃洋东西岸及洪奇门、蕉门内潮汐不对称性分布特征, 对照数值研究结果, 指出伶仃洋至虎门之间水域导致潮汐不对称性的主控因素及响应规律。研究表明, 河口平面形态呈近似指数收缩特征的伶仃洋, 沿程潮幅的变化符合指数收缩型河口波幅解析变化规律, 东岸潮幅高于西岸的主要原因是东岸水深大于西岸, 其次是科氏力影响; 行进潮波虽受地形摩擦耗能及非线性作用下不同频率分潮间能量迁移的影响, 但收缩河口能量汇聚效应可以保证收缩段天文分潮潮幅减缓衰减甚至增加, 半日分潮能量汇聚效果强于全日分潮, 各非线性项作用促使浅水分潮产生并持续增能, 保证一定距离内沿程潮幅的增大; 潮汐不对称性的偏度由湾口落潮占优向湾顶涨潮占优发展, 在伶仃洋中部赤湾至金星港一线转为涨潮占优, 产生该现象的原因是自湾口向湾顶不同频率间天文分潮K₁-O₁-M₂的相互作用, 导致表现为落潮优势潮的不对称性减弱, 而天文分潮M₂和其对应的浅水分潮倍潮M₄组合作用使涨潮优势偏度值的不对称性增强; 收缩河口形态属性要素中, 水深是影响潮不对称性的最主要因素。     

不同湍流模式下钱塘江涌潮水流三维模拟

钱塘江涌潮具有动力作用强和流速变化快等特点。涌潮水流紊动复杂,流速的垂向分布和紊动强度息息相关。通过涌潮水流实测资料的分析可以发现,涌潮作用下流速垂向分布在底部和上层存在差异。为研究涌潮作用下流速垂向分布的特征,应用基于非结构网格下有限体积法模型FVCOM对钱塘江涌潮河段水流运动进行三维数值模拟。考虑到涌潮紊动作用复杂且对流速的垂向分布起着重要影响,采用不同的湍流模式对涌潮传播过程中水流的运动特征开展研究。通过与涌潮河段实测资料的验证,复演涌潮到达前后水流运动特征,给出涌潮水流湍动能的变化过程。研究成果有助于深入认识涌潮水流紊动特征和流速的分布规律,为涌潮作用下物质输运的研究提供基础。     

潮优型河口动力对水深变化的响应机制研究——以葡萄牙Guadiana河口为例*

强人类活动(如航道疏浚)和自然气候变化(如海平面上升)对近岸河口环境不同影响的辨识是目前河口海岸学研究的热点和难点问题。在地形概化和动力简化条件下, 解析模型能够快速辨识强人类活动和自然气候变化对河口环境的影响, 它是探讨河口动力过程对外界干扰的响应机制的重要工具。本文基于前人对葡萄牙Guadiana河口不同分潮之间非线性相互作用的研究, 采用一维水动力解析模型探讨河口不同分潮潮波传播过程对水深变化(模拟航道疏浚和河道淤积过程)的响应机制。研究结果表明: 平均水深$\overline{h}$的变化影响无量纲河口地形参数γ和摩擦参数χ, 进一步影响河口动力参数包括潮波振幅参数ζ、流速振幅参数μ、波速参数λ、潮波振幅增大/衰减率参数δ以及流速与水位之间的相位差?等; 平均水深变化对河口中下游段(x=0~60km)的潮汐动力影响较大, 而对河口上游段(x=60~78km)影响较弱; 主要半日分潮(M₂、S₂、N₂)对水深变化的响应略大于全日分潮(K₁、O₁); 航道疏浚幅度小于2m时, 对河口潮汐动力格局影响不大, 而当疏浚幅度大于2m时, 将对河口潮汐动力格局及水环境(如盐水入侵等)产生较大影响; 河道淤积将导致潮汐动力减弱, 流速振幅、潮波振幅及传播速度减小, 流速和水位之间的相位差也减小。     

黄河水下三角洲前沿深度基准面及潮位变化分析研究

黄河三角洲前沿的陆地由于受地面沉降的影响,使地面高程不断发生变化.在水深测量中,深度基准面是根据陆地水准点高程确定的,陆地水准点高程的变化影响深度基准面的确定,从而影响水深测量的准确性.又由于黄河海港附近有一无潮点,其附近的潮汐性质变化大,在黄河三角洲前沿大范围水深测量中,根据测区潮位变化设立足够的验潮站及统一各个验潮站的水尺零点到同一个深度基准面上,是保证水深测量结果可靠的关键.通过黄河三角洲前沿陆地高程的变化和验潮获得的资料,介绍了黄河三角洲前沿深度基准面的变化和潮位变化情况.     

Calibration studies concerning a one-dimensional numerical tidal model with particular reference to resistance coefficients

Since the hydrodynamics of flow in most shallow estuaries is dominated by the boundary resistance, the selection of appropriate values for the roughness coefficients in any numerical tidal model is important. The paper describes studies involving the intra-tidal variation of resistance coefficients in twelve reaches of the Conwy estuary in North Wales. Resistance coefficients are evaluated for six water level data sets covering the neap to spring tidal variation by cubature based and parameter estimation techniques. Results from these two inverse methods are shown to agree well despite somewhat different schematizations for the estuary. A direct check on the intra-tidal variation of resistance coefficients at one particular reach is made possible by specifically gathered field data described in an earlier paper by Knight. In general the resistance coefficients exhibit three basic trends—a strong stage dependence, a flow directional dependence due to flood or ebb dominated bed forms, and a high variability with location along the estuary, especially where sand banks are oxposed at low water. The optimized resistance coefficients are then used in a one-dimensional numerical tidal model in order to ascertain the effect of particular modes of calibration. Estuary mean errors in water levels are of the order of 2,5 and 16 cm for the three calibrations tested.     

珠江河口海区潮流的数值模拟

应用ADI法首次对整个珠江口河口海区的潮汐和潮流进行了数值模拟。与实测值相比,潮位、潮流场、佘流场和八大河口门潮量等的模拟计算结果令人满意;还计算了拉格朗日余流场和拉格朗日标识质点运动轨迹,并对此进行了探讨。     

Numerical Modeling on Suspended Sediment Transportation in the Hangzhou Bay

In this paper the characteristics of tidal flow and seasonal variation of seidment content in theHangzhou Bay and their affecting factors are studied.Field investigations and data analysis indicate thatthe sediment movement is mainly influenced by the Yangtze estuary and the sediment of the Yangtze estua-ry is induced by wind wave and tidal flow.Owing to the variation of dynamic conditions,the instanta-neous sediment content is controlled by tidal flow,wind wave,depth of water and tidal range synthetically.A sediment content relationship formula is established with related factors.A non-equilibrium2-dimensional numerical model of suspended sediment transportation is set up,and the finite element meth-od is applied.The computation results of the model is in accordance with field data.