遼河口潮水位分析

崔國慶

（遼寧省水文水資源勘測局沈陽分局，遼寧 沈陽110043）

1 潮汐概況

遼河口位于遼東灣頂部，遼東灣海流是由渤海海峽傳入的北黃海潮波系統(tǒng)。潮波由渤海海峽傳入渤海之后，受地形影響分為兩支，一支左轉入渤海灣形成渤海灣環(huán)流，另一支右轉入遼東灣形成遼東灣環(huán)流，進入遼東灣的潮波沿遼東灣東岸經(jīng)灣頂呈反時針方向傳播，沿海岸線從大遼河口傳向西北雙臺子河口。遼東灣大部分海區(qū)屬于不正規(guī)半日潮，并存在明顯的日高潮不等現(xiàn)象，即在1 d內的2個高潮潮高明顯不等。

2 測站及資料情況

遼河口沒有國家海洋局設置的長期觀測機構。遼河口有2個潮位站，一個是屬于營口港的四道溝站，位于大遼河東海岸東導流堤北端附近的四道溝口內0.7 km，雖然潮波還稍受地形影響，但已能較好地代表外海潮位，是遼河口比較理想的潮位站，四道溝站有1960—1985年計26年最高潮位資料（為收集資料，未經(jīng)正式整編刊發(fā)），另外還有1962—1963年全年潮位資料（為省水文局整編刊布資料）。另一個潮位站是營口站，屬遼寧省水文局，距遼河口約10.4 km，營口站有長期的潮水位觀測資料，觀測年限為1954—2008年計55年，其中1954—1987年有全年的潮位觀測資料，1988—2008年有每年4—11月潮位觀測資料。

3 潮位資料相關分析

分析營口站與四道溝站同期的1962年6—9月、1963年6—9月潮位資料可以看出，2站高低潮位同步發(fā)生，四道溝高高潮位高于營口站，低低潮位也高于營口站，2站同期潮位對比見表1。

表1 四道溝與營口潮位站1962—1963年潮位對比表 m

營口站與四道溝站潮水位基本同步，2站1962年6—9月、1963年6—9月同步的高高潮位相關關系很好，相關系數(shù)在0.99左右。

4 營口潮位站設計高潮位

根據(jù)《海港水文規(guī)范》，設計重現(xiàn)期潮位分析應采用頻率的方法，應具有不少于20年的年最高潮位資料，設計重現(xiàn)期潮位頻率分析的線型，在海岸地區(qū)宜采用極值Ⅰ型分布曲線，在潮汐河口地區(qū)宜采用皮爾遜—Ⅲ型分布曲線。海防堤或港口屬于海岸地區(qū)，故應采用極值Ⅰ型分布曲線設計成果。

營口站有1954—2008年共計55年的潮水位觀測資料。對于營口站潮位，采用年最大值取樣，這樣就有55年系列的年最高潮位值。在這55年潮位系列中，有1956年的最高潮位3.2 m，海防堤設計或港口設計應反應外海潮汐的設計潮水位特性，故年最高潮位設計值計算方法采用極值Ⅰ型分布律，按以下公式計算：

hp=h均+λpn·S

其中：h均—n年連續(xù)最高潮位的均值；S—潮位系列的均方差；hp—頻率為P的高潮位；λpn—與頻率P及資料年數(shù)有關的系數(shù)，可以通過查極值Ⅰ型分布律的λpn表得到。

經(jīng)計算，h均=2.84 m，S=0.1247 m。

根據(jù)上式計算出的55年系列營口站最高潮位的理論頻率曲線如圖1。由圖1可以看出經(jīng)驗頻率點與理論頻率曲線適線良好。用極值Ⅰ型分布律方法推求營口站不同頻率設計高潮位見表2。

為了對比設計成果的合理性，營口站P—Ⅲ型曲線設計潮位的計算成果見表2。從表2中可見營口站兩種方法計算的設計洪水成果接近，相差不大，極值Ⅰ型分布律方法計算的設計潮位在高頻率大于P—Ⅲ型曲線設計潮位值，低頻率接近或略小于P—Ⅲ型曲線設計潮位成果，這也與外海潮位的變化規(guī)律相符合，即外海潮位變化幅度大，最高潮位成果大于河口潮位值。

表2 營口站設計高潮位成果表 m

5 四道溝站設計高潮位

圖1 營口站高潮位極值Ⅰ型分布頻率曲線圖

遼河口四道溝站有1960—1985年共計26年的年最高潮水位觀測資料，四道溝站潮位是航道所用的假高，水尺零點有3次測量結果，各成果已換算成國家高程系統(tǒng)。四道溝站設計潮水位也采用極值Ⅰ型分布律，頻率曲線見圖2，經(jīng)驗頻率點與理論頻率曲線適線不是很好，四道溝設計高潮位成果表3。

表3 四道溝站設計高潮位成果表 m

圖2 四道溝站高潮位極值Ⅰ型分布頻率曲線圖

由表2、表3可看出，四道溝站各頻率設計高潮位均高于營口站，四道溝站100年一遇高潮位比營口站高0.22 m，四道溝站50年一遇高潮位比營口站高0.17 m，四道溝站20年一遇高潮位比營口站高0.13 m。

6 遼河口外海高潮位采用成果

從潮位資料精度、系列長度及頻率適線情況綜合考慮，營口站設計潮位成果更為可靠。利用四道溝與營口站高高潮相關關系，由營口站設計高潮位推算到四道溝，可作為外海設計高潮位，成果見表4。

表4 遼河口外海設計高潮位成果表 m