变化环境下的钱塘江河口潮位特性及其影响因素

利用钱塘江河口沿程的闸口、七堡、仓前、盐官、澉浦和乍浦等7个潮位站的实测资料,分析了1953～2007年各站年最高潮位、年平均高潮位、年平均低潮位的不同变化特性,并对主要的影响因素进行了分析。线性拟合结果表明,自20世纪50年代以来,钱塘江河口沿程各潮位站年最高潮位抬升幅度达0.57～1.05m,其中七堡站年最高潮位抬升值最大;年最高潮位显著抬升的时间主要发生在20世纪90年代后,该时段年最高潮位抬升值占年最高潮位总抬升值的70.5%～92.6%,极值潮位出现频率显著增加。分析表明,1990年后钱塘江围垦面积仅占总围垦面积的21.6%,因此河口围垦不是造成年最高潮位抬升的唯一因素,而影响浙江的台风频次增多及围垦造成的潮波反射加剧是造成高潮位抬升的主要原因。钱塘江河口年平均高潮位的沿程变化出现趋势性的抬升现象,各站年平均高潮位抬高幅度接近,为0.43～0.49m,但不同潮位站因与围垦河段的相对位置不同,年平均高潮位抬升的历史过程存在明显差异。河口下游段的澉浦、乍浦站年平均高潮位呈现单一的抬升趋势,且与河口逐年累计围垦面积存在很好的相关关系(相关系数大于0.95);而河口上游段的闸口—盐官河段则以1970年为界,年平均高潮位明显有两次抬升过程,受围涂进程影响的机制比较复杂。钱塘江河口年平均低潮位多年来维持在一个相对稳定的水平上,但沿程年际间平均低潮位的变化却不相同。河口上游段的潮位站受径流丰枯及其引起的江道冲淤影响,年平均低潮位年代际呈现出波动的特性;澉浦以下的潮位站年平均低潮位受潮汐控制为主,年代际变化幅度甚微。钱塘江河口不同河段因受径流、潮流、治江围垦等因素的影响程度不同,其潮位特征值沿程的变化特点也不同,需要在河口工程设计、防洪减灾与河口治理等方面引起重视。     

缺测潮位补齐方法的比较分析

简要介绍了利用二次抛物线拟合法、自报值循环逼近法和参数法进行缺测潮位数据补齐的原理和适用范围,对实测潮位资料的不连续进行数据补齐。选取4个不同潮汐类型的验潮站(小麦岛、龙口、涠洲、海口),对缺测数据,采用二次抛物线拟合法和自报值循环逼近法进行补齐。选取文登、乳山口、千里岩3个验潮站,对缺测数据采用参数法进行补齐。结果表明,3种方法对于缺测潮位的补齐均具有可靠性和实用性。二次抛物线拟合法和参数法补齐精度较高,自报值循环逼近法和参数法可补齐较长时段的缺测潮位,二次抛物线拟合法和自报值循环逼近法无需临近验潮站同步实测数据。在工程应用中,需根据缺测时段及时长选择合适的方法。     

粤东后江湾涨落潮下的碎波带波能与滩面地形时空变化分析

利用涌浪和处于陡滩面、滩面下陡坎和深槽海滩地形条件下的海滩碎波带压力波和滩面地形资料,对碎波带中的入射总波能、长重力波能及两者比值随潮位涨落的变化关系,碎波带动力因子与滩面地形之间的作用关系及典型相关和多维偏交叉谱关系等作了初步分析。结果表明,碎波带中的入射总波能与潮位涨落呈现出一致的变化规律;而碎波带中的长重力波能变化与潮位涨落变化趋势相反;碎波带各动力因子、滩面潜水位和碎波带波浪、潮位及滩面地形引起的滩面陡坎处破波点位置变动等因素的耦合作用,对滩面向海发育和滩面地形变化有重要影响。     

1970-2019年黄浦江上游年最高潮位变化及驱动因子

黄浦江年最高潮位变化关系到上海市的防洪安全,本文基于米市渡站1970－2019年年最高潮位、太湖流域降水量等数据,研究了近50 年来黄浦江上游年最高潮位的变化趋势和变异特性、发生频率变化以及潮位变化的驱动因子。结果表明：年最高潮位在1970－2019年总体呈显著上升趋势,上升幅度为81 cm,年均上升1.62 cm。1995年之后出现跳跃式的波动上升,1996－2002年相对1995年之前较大幅度上升,2003－2011年相比1996－2002年出现较明显下降,之后又较大幅度上升。随着潮位升高,各频率对应的最高潮位均较大幅度增加,升高幅度均达0.9 m以上,五十年一遇、百年一遇、千年一遇高潮位分别由1970年条件下的3.77 m、3.81 m、3.94 m升高到2019年条件下的4.71 m、4.75 m、4.92 m。与此同时,相同潮位下的重现期急剧减小,高潮位发生频率大幅度增加。分析认为,年最高潮位升高受气候变化和人类活动的综合影响,1970－1995年主要受降水量变化等气候因素的影响,1996－2019年主要受水利工程、台风频率增加等因素的影响,尤其是太湖流域太浦河等工程的修建起重要作用。     

江苏海岸中部近岸冬季潮汐和潮流特征

南黄海西侧的江苏海岸近岸区域,素以地形复杂、潮流强劲、悬沙输运剧烈著称,但是较长期的同步潮位和潮流观测数据仍然缺乏,尤其是在近岸(20 km)浅水(20 m)区域。2014年1月在大丰港附近开展了连续潮位和潮流观测,获得的数据揭示了一系列特征。此地潮汐潮流为正规半日潮,浅水分潮显著。平均潮差为3.05 m,最显著的两个分潮为M2和S2分潮,振幅分别为1.45 m和0.52 m。潮流最显著的半日分潮M2分潮和最显著的浅水分潮M4分潮在沿岸方向上振幅分别为0.84m/s和0.12m/s,在跨岸方向上振幅分别为0.24 m/s和0.01 m/s,沿岸方向占绝对优势。潮波的沿岸传播介于前进波和驻波之间,驻波的特征稍强。M2分潮潮流椭圆最大流(长轴)方向为南偏东7.4°。存在冬季沿岸向北的余流,垂向平均值的大小为2.2 cm/s。以上潮汐潮流特征为该区域海洋物质输运研究提供了基础资料。     

不同规格化的引潮位展开及其转换

引入完全规格化的缔合勒让德函数,阐述国际上两类不同规格化的引潮位展开,使引潮位函数表达更加简明,大地系数定义更加规范. 由此得到由Doodson规格化与Hartmann & Wenzel规格化之间的转换系数.     

精密引潮位展开及某些诠释

作者再次改进了引潮位展开,潮波振幅给到小数后第六位,共3070个潮波.文中论述了引潮位展开的精度,同时给出为了保证潮汐计算的高精度而所需引入的各项改正及其说明.     

新的引潮位完全展开

Doodson进行引潮位展开时的原始数据采自Brown及Newcomb表,其黄赤交角系采用1900年1月1日之值。目前Brown系数已重新计算,黄赤交角每世纪相对变化5×10^{-4;地球轨道偏心率每世纪相对变化25×10-4。由此引起的潮波振幅长趋势变化已可辨别,这就是所谓潮波振幅的时间依赖问题。作者采用EJC表及2000.0年的黄赤交角和地球轨道偏心率数值,重新用计算机演绎了引潮位展开式,解决了时间依赖问题。文中给出了属于J2000.0系统的引潮位完全展开表。}     

山东沿渤海地区百年一遇高潮位影响人口的预测

预测山东沿渤海地区百年一遇高潮位影响人口,可为政府制订对策保护影响人口提供科学依据。利用模型方法预测 2030年、2050年和 2100年百年一遇高潮位高度值。利用地理信息系统方法识别百年一遇高潮位影响区、预测影响人口。研 究结果如下：如果不对百年一遇高潮位采取防范措施、不考虑百年一遇高潮位持续时间和不考虑人口自然增长,山东沿渤海 地区百年一遇高潮位影响人口,2000年、2030年、2050年和 2100年年分别为 86. 79伊10 4 、93. 33伊10 4 、97. 43伊10 4 和 115. 40伊10 4 人。 研究结果表明：（1 ） 影响人口占沿海地区总人口的比例大,2000年、2030年、2050年和 2100年年分别为 10. 34% 、11. 13% 、 11. 61% 和 13. 75% ;（ 2 ） 影响人口相对集中,主要分布在寿光、东营、昌邑、广饶、垦利、河口和寒亭地区,占 85% ~90% ; （ 3 ） 由于影响区范围不断扩大,影响人口逐年增多,增加的影响人口相对集中,主要分布在东营、沾化、寿光、广饶、无 棣、河口和垦利,占 93. 48% ~94. 63% ; （4 ） 影响区抢险、自救和逃生困难不断增大,从 2000年到 2100年,影响区内岸线附 近的水深将增加 0. 47~1. 19 m;（5 ） 人口密度大、地形坡度小的河口、垦利、东营、广饶和寿光是百年一遇高潮位影响人口 多、随平均海平面上升影响人口增加快的地区,应给予特别关注。     

浅析河北沿海设计潮位分布情况

设计潮位是影响滨海工程项目安全的重要自然环境因素。为满足滨海工程防潮需要,减轻或消除潮灾对建设项目的不利影响,文章收集了河北沿海各验潮站潮汐观测资料,分析统计并整理河北沿海设计潮位特征值,为河北沿海的滨海工程建设提供参考。