三峡工程蓄水前后长江河口段潮汐特征变化分析

2 资料选取和研究方法
研究范围从徐六泾节点至长江口口门遥 本文以徐 六泾节点段的徐六泾站尧北支河段进口段的崇头站和 口门的连兴港站尧南支河段的杨林站尧北港河段的六 滧站和共青圩站等 6 个分布于长江口不同河段的潮 位站为代表站进行研究分析遥 研究资料选取院根据长 江下游最后一个干流流量控制站原大通水文站已有的 多年径流量系列资料袁 采用 P-芋型曲线进行配线袁通 过配线得到各个频率情况下所对应的年径流量值遥 一 般取 P=25%尧50%尧75%所对应的年径流量值作为丰尧 平尧枯水年的设计值袁然后在已有的实测系列中选取 与设计值相等或接近的年份袁再结合 6 个潮位站已有 的实测潮位资料情况袁选取出相应的丰尧平尧枯代表 年遥 三峡蓄水前选取 1990 年渊平水年冤尧1998 年渊丰水 年冤和 2001 年渊枯水年冤等 3 个代表年袁三峡蓄水后选 取 2005 年渊平水年冤尧2011 年渊枯水年冤和 2016 年渊丰 水年冤等三个代表年遥 6 个潮位站各 6 年的潮位资料均 来自于长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘 测局整编成果遥
移 h渊t冤=S0+ fiHi cos渊滓it+vi+ui-gi冤
渊1冤
i
式中院h渊t冤为实测潮位曰S0 为平均海面曰Hi 为分潮平均
振幅曰滓i 为分潮角速率曰vi 为分潮初相位角曰ui 为天文
相角的交角订正角曰gi 为迟角曰t 为时间曰fi 为交点因
子曰i 为分潮数遥 其中 Hi 和 gi 合称为分潮调和常数遥 因
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水文
第39卷
所以按此长度进行分析袁能取得受干扰影响较小袁而对 正常潮汐变化的代表性较好的调和常数遥
3 潮汐调和分析计算原理
潮汐调和分析是潮汐分析的一种方法遥 由于月球 和太阳的引潮力引起的潮汐是多个余弦函数的叠加袁 每个余弦函数可被定义成一个分潮袁 实测潮位可以表 示成以下形式院
此袁分潮表达式又可以进一步写成院
h=fHcos渊滓t+V +u-g冤
渊2冤
式中院f尧滓尧渊V +u冤均为已知渊可查表冤袁故只要能求出每
一个分潮的 H 及 g袁则分潮便可求遥 H 及 g 称为分潮的
潮汐调和常数袁简称调和常数遥
本文选取较常用的最小二乘wenku.baidu.com从实测潮位序列中
求出各个分潮的调和常数渊振幅和迟角冤遥理论上袁潮汐
潮汐特征发生变化遥 以分布于长江河口段 6 个潮位站的各 6 个代表年的实测潮位资料为基础袁利用潮
汐调和分析方法袁对比分析长江河口段的潮汐特征遥 结果表明院三峡工程蓄水后袁长江河口段的主要分
潮的调和常数和潮汐特征参数发生了变化袁但幅度比较小遥
关键词院长江河口曰潮汐曰调和分析曰调和常数
中图分类号院P731.23
文献标识码院A
文章编号院1000-0852(2019)03-0075-05
1 引言
长江河口是中国最大的河口袁 属于中等强度的潮 汐河口袁 潮波主要来自东海传入的前进波及黄海传入 的旋转潮波袁其中东海前进潮波的影响更为明显遥潮汐 和径流是河口最主要的动力因素袁 二者相互作用造成 河口地区水体运动尧泥沙输移和河床冲淤演变等袁所以 研究潮汐对于了解水动力尧 河口资源的开发利用和河 口生态环境的维护等具有重要的科学和应用意义遥 针 对长江河口段的潮汐特征袁 国内已有许多学者做了一 定的研究院杨正东等[1]据一年的资料分析了长江河口 段的潮汐特征袁但未开展潮汐特征的年际变化分析曰付 桂[2]分析了近期长江河口段沿程 11 个站的年平均海 平面尧高尧低潮位等的变化和原因袁但没有对分潮组成尧 潮汐类型和潮汐变形等进行进一步的研究曰 杨锋等[3] 根据三峡蓄水前渊1997耀2003 年冤长江河口段 5 个潮位 站的资料研究了长江河口段气象分潮 Sa 的变化趋势曰 尹倩瑜等[4]研究了长江口北支河段潮汐不对称性遥 虽 然以上学者已对长江河口的潮汐特征做了较多的研 究袁但基于选用具有代表性的丰尧平尧枯年份的长序列 实测潮位资料来分析长江河口潮汐特征还是较少遥 本 文以分布于长江口不同河段的 6 个潮位站袁 在三峡工 程蓄水前后各 3 个代表年的实测潮位资料袁 探寻三峡 工程蓄水前后长江河口段的潮汐特征变化遥
4 计算结果与分析
4.1 各站主要分潮调和常数
各潮位站的 11 个主要分潮调和常数的平均值渊6
个代表年值的平均冤计算结果见表 1遥 长江河口段半日
分潮中振幅比较大为 M2 和 S2袁M2 分潮振 幅最 大达 133.1cm袁居 11 个分潮的首位曰全日分潮中 K1尧O1 振幅 比较大袁但 K1 振幅只有 M2 分潮振幅的 1/5曰浅水分潮 中 M4 和 MS4 的振幅比较大袁 其振幅与全日分潮基本 相当遥 由此可见袁 在长江河口段 M2尧S2尧K1尧O1尧M4尧MS4 等 6 个主要分潮起着重要的作用袁 且 M2 分潮占主导 地位袁浅水分潮成分明显遥
根据以上各站 6 个代表年的实测潮位资料采用 潮汐调和分析方法袁 逐年计算主要分潮的调和常数遥 采用一年长时间序列资料能够消除各个主要分潮的 相互影响袁 几乎能够把所有的短周期分潮分离开来袁
收稿日期院2018-06-11 基金项目院国家重点研发计划项目野水资源高效开发利用冶渊2016YFC0402101冤袁重点专项野长江黄金航道整治技术研究与示范冶 作者简介院朱巧云渊1970原冤袁女袁江苏泰州人袁高级工程师袁主要从事水文水资源调查工作遥 E-mail:cjkzhuqy@126.com
第39卷第3期 圆园19年6月
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三峡工程蓄水前后长江河口段潮汐特征变化分析
朱巧云袁 张志林袁 乔红杰
渊长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘测局袁上海 200136冤
摘 要院三峡工程蓄水后袁长江流域的来水来沙特性发生了一定程度的变化袁从而可能使长江河口段的
由无穷多的分潮组成袁但大部分作用不大袁实际应用上
往往只要选取其中振幅较大的分潮袁 就可得到偏差不
大的结果遥本文在长江河口段选用了其中 11 个主要分
潮袁它们分别是 4 个主要半日分潮渊M2尧S2尧N2尧K2冤尧4 个 主要全日分潮 渊K1尧O1尧P1尧Q1冤 和 3 个主要浅水分潮
渊M4尧MS4尧M6冤等遥