寧波北侖崎頭角附近海域潮汐潮流特征分析

侯偉芬，吳俊開

（浙江海洋學院水產學院，浙江舟山　316022）

寧波北侖崎頭角附近海域潮汐潮流特征分析

侯偉芬，吳俊開

（浙江海洋學院水產學院，浙江舟山316022）

在調查海域實測了潮汐和潮流數(shù)據(jù)，分析了該海域潮汐特征和潮流特征，結果表明：調查海域的潮汐屬非正規(guī)半日混合潮，大潮期間的日不等現(xiàn)象較小潮期間大，15 d實測潮位的平均潮差2.48m，為中等強潮區(qū)，平均漲潮歷時5 h 36 min，落潮歷時7 h 28 min，潮位與潮流變化基本同步；潮流以往復流為主并伴有旋轉性質的混合流態(tài)，實測流向以南向為主，漲潮流速大于落潮流速。

潮汐；潮流；漲潮；落潮；往復流

1　概述

崎頭角位于寧波穿山半島東側，北面相隔螺頭水道與舟山島相望，南側隔佛渡水道與六橫島相鄰，東側隔崎頭洋與桃花島、蝦峙島相望。崎頭洋是崎頭角與舟山群島圍成的相對比較開闊的水面。通過螺頭、蝦峙門、佛渡等水道與外海相連。

1.1測站設置

測驗海區(qū)位于寧波穿山半島東側崎頭洋海域，位于洋小貓島的西南側，如圖1，在附近海域布設1、2、3共三條定點水文動力測驗垂線，在六橫島設置臨時潮位站1座，定點測站的觀測坐標見表1。

表1　觀測站位和觀測項目Tab.1　Observe stations and projects

圖1　調查海域地理位置圖Fig.1　Geographic position of the survey sea area

1.2內容和方法

項目包括定點流速流向觀測、潮位觀測。具體方法如下：

（1）潮位

潮位資料引用六橫長期自動站資料，與潮流觀測同步，保證包含測流周期在內的15 d潮位資料。

（2）潮流

①站位布設：共布設3個水文動力測站。

②觀測儀器：使用SLC9-2直讀式海流計觀測。

③觀測項目：流速、流向。

④觀測層次：采用六點法分層觀測，即表層、0.2 H、0.4 H、0.6 H、0.8 H和底層（H為測站相對水深）。流速、流向每小時測1次，漲、落急，漲、落憩時加測。若遇流速、流向異常，則及時加測，以核實實測數(shù)據(jù)。

⑤觀測方法及要求：全潮26 h觀測。各垂線點觀測的第一個記錄在正點前測完，最后一個記錄在正點后測，以保證每個全潮（兩漲兩落）的正點記錄。每次觀測在正點、半點前5 min開始。測流避開過往船只所引起的渦流。

（3）水深

①使用儀器：絞車、計數(shù)器和鉛魚。

②觀測方法及要求：用鋼絲繩測深，每小時1次，第一個記錄正點前15 min開始觀測，其余觀測時間同測流。

③單位（m）取小數(shù)一位。

1.3調查時間

大潮：2015年7月1日1400時-2015年7月2日1500時（農歷五月十六日至五月十七日）。

小潮：2015年7月7日1030時-2015年7月8日1200時（農歷五月二十二日至五月二十三日）。

2　潮汐特征

調查海區(qū)的潮振動主要是由太平洋潮波引起的協(xié)振動形成。控制本海區(qū)潮波運動的是以分潮（主要月球半日分潮）為主的東海前進波系統(tǒng)。西北太平洋的半日潮波以東南-西北向傳入浙江東北部外海，進入調查海區(qū)。日潮波（分潮為主）也以這一方向傳入。潮波進入舟山群島附近海域后，由于地形和底摩擦等條件影響，潮波發(fā)生變形，波形、波速和淺水分潮等發(fā)生變化。

2.1潮汐類型

本次調查潮汐觀測為15 d，故以附近海域潮汐歷史資料進行分析，按0.5≤（HO1+HK1）/HM1＜2.0的判據(jù)［1］（表2），調查水域的潮汐屬非正規(guī)半日混合潮類型，其實質還是半日潮盛行，以“一日兩度”的半日潮為主。

表2　潮汐類型一覽Tab.2　Types of tide

圖2　潮位過程線圖Fig.2　tidal level process

2.2潮位過程線

本次潮位引用了六橫長期自動潮位站資料。引用潮位序列為6月28日00：00時至7月12日23：00時，15 d潮位資料涵蓋了水文動力測驗時間。潮位基準面為水尺零點，潮位過程曲線見圖2。從圖2潮位過程曲線可以看出：潮位有日不等現(xiàn)象，每天的第一次高潮（低潮）與第二次高潮（低潮）潮高基本上不相等，這種現(xiàn)象是由月球赤緯的變化引起的，由圖中可以看出，大潮期間的日不等現(xiàn)象較小潮期間明顯大。

2.3實測潮汐特征

本次水文測驗期的潮差是一年中潮差較高的季節(jié)，根據(jù)15 d實測潮位資料統(tǒng)計得調查海區(qū)實測潮汐特征見表3，實測潮位的平均潮差2.48m，最大潮差3.85m，最小潮差0.65m，本海區(qū)為中等強潮區(qū)［2］。

測驗水域漲、落潮歷時不等主要依賴兩個因素：淺水分潮M4與主太陰半日分潮M2的振幅與遲角之間的相互關系；島嶼及水道地形作用下漲、落潮的路由。落潮歷時長于漲潮歷時是寧波-舟山海域較普遍的現(xiàn)象，本次驗潮的平均漲潮歷時5 h 36 min，平均落潮歷時7 h 28 min，符合本地區(qū)普遍規(guī)律。

流速的大小與潮差密切相關，且成正比。本次水文測驗期間大潮的平均潮差為259.5cm、小潮為282.5cm（表4），小潮期平均潮差比大潮期略大，這與小潮觀測期前的臺風影響有關。

表3　調查海區(qū)15 d實測潮汐特征值Tab.3　Actual tide characteristics for 15 days of the survey sea area

2.4潮位與潮流的位相關系

東海前進潮波從蝦峙門、條帚門等水道進入工程水域，因島嶼環(huán)繞、水道交錯，加之潮波在傳播過程中的摩擦效應，調查水域的潮波屬以前進波為主的變態(tài)潮波，潮位與潮流同步過程線如圖3所示。

漲、落潮最大流速一般發(fā)生在高、低潮前2～3 h，漲、落潮憩流一般發(fā)生在高、低潮位后1 h。

表4　大、小潮平均潮差Tab.4　Average tidal range of spring tide and neap tide

3　潮流特征

圖3　潮位與潮流（垂線平均）同步過程線圖Fig.3　Synchronizing process of tidal level and tide current

3.1流路

東海潮波以前進波的形式，由東南向西北挺進，傳至舟山群島附近，受岸壁阻礙、島架堵截和地形制約的作用，多沿水道或岸線走向傳播。

測驗海區(qū)位于穿山半島東側的崎頭洋海域，崎頭洋是由島鏈和半島圍成的水域，主要以水道與外海相連，受其影響，測驗水域的漲、落潮流流路大致如下：

漲潮流時外海潮波崎頭洋東部的牛鼻山水道、蝦峙門等水道傳到測驗海域，受穿山半島作用分別從螺頭水道和佛渡水道傳出。落潮流時則與漲潮流相反。

本次定點潮流測驗點布設于穿山半島頂端，東北方1 km處有洋小貓島影響，且本次布點離岸較近，3個測站離岸均不到100m，受局地地形影響較大，測站附近潮流流路與崎頭洋流路相差較大。

3.2實測潮流分析

為能直觀地反映本次實測潮流的性質，根據(jù)3個測站大、小潮期的連續(xù)實測資料繪制了流矢圖（圖4、圖5）及統(tǒng)計得到了各潮汛期間的平均流速（表6），最大流速統(tǒng)計（表7），漲落急3 h平均流速統(tǒng)計（表8）等。

由于測驗區(qū)域位于離岸較近區(qū)域，且為潮流轉向區(qū)，漲落潮流較難判斷，為敘述方便，結合實測流向分布情況，我們以實測流向來判斷漲落潮，設定向南流向為漲潮流，向北流向為落潮流［3］，具體漲落潮分界流向見表5。

表5　漲落潮分界線（D為流向，單位：°）Tab.5　Direction of flooding tide and falling tide

3.2.1潮流矢量圖

潮流矢量圖是能直觀反映出測驗海區(qū)一個潮周期內潮流運動方向與流速強弱變化的表現(xiàn)形式之一。根據(jù)大、小潮期間各條垂線各層次及垂向平均的實測流速、流向資料繪制了定點測站的潮流矢量圖（圖4、圖5）。

圖4　大潮流速矢量圖Fig.4　Current velocity of spring tide

圖5　小潮流速矢量圖Fig.5　Current velocity of neap tide

從圖中可清晰看出：

（1）測驗海域各條垂線上的海流以往復流為主并伴有旋轉性質的混合流態(tài)。

（2）3個站由于位置不同流向有所差異。

（3）大潮期間，1號點的往復流較明顯；小潮期間，2號站的往復流較明顯。

（4）各測站實測流向以南向為主。

3.2.2潮流的流速、流向分布特征

（1）潮流的時間變化特征

潮流的時間變化分布特征主要反映在潮流隨潮汛的變化及漲、落潮流的變化特征上。

由于本次測驗大潮期與小潮期潮差平均相差不大，大小潮期的流速變化不太明顯，具體來說，1號站落潮時小潮流速大于大潮，漲潮流速大小潮無明顯差異；2號站大潮平均流速略大于小潮；3號站流速大潮流速大于小潮。

從各測點全潮而言，2號點平均流速最大為36cm/s，3號站次之為30cm/s，1號點較小為24cm/s。漲潮流速均大于落潮流速。

表6　實測各分層平均流速流向Tab.6　Average actual velocity and direction of layers

從實測最大流速來看，全海區(qū)最大實測流速為116cm/s，對應流向171°，出現(xiàn)在1號站表層，其次分別為2號站115cm/s，3號站106cm/s。從層次看最大流速均出現(xiàn)在表層和0.2 H層，基本呈現(xiàn)出表層大，底層小的規(guī)律，僅有2號站個別潮次出現(xiàn)在0.8 H和底層；從潮次看1號站小潮大于大潮，2號站大潮略大于小潮，3號站大潮大于小潮。從潮型看1號站漲潮大于落潮，2號3號站分別為大潮期漲潮大于落潮，2號站小潮期落潮流速大于漲潮流速，3號站小潮期漲潮流速大于落潮流速。各站實測最大流速對應流向落潮大多為9°～29°，漲潮流向大多為162°～180°，3號站落潮流向在331°～9°，最大流速對應流向相對集中。具體見表7。

圖6　流向頻率分布圖Fig.6　Current direction frequency

漲落急3 h平均流速統(tǒng)計（表8）表明：最大流速出現(xiàn)在2號站小潮，為113cm/s；1號站大潮流速在17～58cm/s之間，小潮在38～74cm/s之間；2號站大潮流速在56～92cm/s之間，小潮在56c～113cm/s之間；3號站大潮流速在17～84cm/s之間，小潮在25～75cm/s之間；漲落急3 h平均流向1號站和2號站漲潮為144°～201°之間，落潮流向為3°～36°；3號站漲潮平均流向在152°～201°之間，落潮流向為190°～339°。

（2）流向分布特征

為能掌握觀測區(qū)流向全貌，我們對3個測站各414個時次實測流向進行了統(tǒng)計，結果見表9和圖6，其中表9按方位統(tǒng)計，圖6按5度統(tǒng)計。

表7　實測最大流速流向Tab.7　Actual maximum current velocity and direction

表8　實測漲落急3 h平均流速流向Tab.8　Actual 3 hours rapid current's average velocity and direction of flooding tide and falling tide

表9　流向各方位分站頻率Tab.9　Current direction frequency

根據(jù)統(tǒng)計結果顯示，1號站漲潮主流向為S和SSW，分別占17.15%和18.6%，其次為落潮主流向N方位，占13.04%；2號站實測漲潮主流向為S和SSW方位，分別占27.78%和16.67%，其次為N和NNE，3號站的漲潮主流向為SSE和S，分別占18.12%和17.39%，落潮主流向為NNW，僅占5.31%?？傮w看，漲潮主流向頻率遠大于落潮主流向頻率。

3.2.3漲、落潮流歷時

由表10漲、落潮流歷時統(tǒng)計可見，測區(qū)具有漲潮流歷時長于落潮流歷時的明顯特征。如1號站大、小潮漲潮流歷時分別為9 h 24 min、7 h 22 min，落潮流歷時分別為2 h 46 min、4小時22分；2號站大、小潮漲潮流歷時分別為9 h 02 min、8 h 58 min，落潮流歷時分別為2 h 43 min和3 h 45 min；3號站大、小潮漲潮流歷時分別為10 h 32 min、10 h 48 min，落潮流歷時分別為1 h 34 min和1 h 23 min。

表10　各測站大、小潮垂線平均的漲、落潮流歷時的統(tǒng)計Tab.10　vertical average duration time of spring tide and neap tide

4　結論

綜合以上分析，得出以下結論：

（1）調查海域潮汐類型為非正規(guī)半日混合潮類型。

（2）實測流速漲潮流大于落潮流，實測最大流速116cm/s，對應流向為171°，各測站主流向均落在SSE、S、SSW方位，且流向頻率集中在144°～201°之間。

（3）測驗海域各條垂線上的實測海流以往復流為主并伴有旋轉性質的混合流態(tài)，且各測站實測流向以南向為主。

（4）各測站漲潮歷時明顯大于落潮歷時。

（5）測區(qū)潮流類型為非正規(guī)半日淺海潮流和正規(guī)半日淺海潮流；潮流運動形式為以往復流為主，伴有明顯旋轉流；垂向平均最大可能海流流速為112cm/s，對應流向為192°，與漲潮流方向一致。

（6）1號站大潮期落潮和漲潮最大流速對應的流向分別為356°和196°；小潮期落潮和漲潮最大流速對應的流向分別為14°和185。2號站大潮期落潮和漲潮最大流速對應的流向分別為39°和184°；小潮期落潮和漲潮最大流速對應的流向分別為18°和189°。3號站大潮期落潮和漲潮最大流速對應的流向分別為17°和180°；小潮期落潮和漲潮最大流速對應的流向分別為346°和163°。

漲落急三小時平均流向1號站和2號站漲潮流向為144°～201°，落潮流向為3°～36°；3號站漲潮平均流向在152°～201°，落潮流向為190°～339°。

［1］方國洪，鄭文振，陳宗鏞，等.潮汐和潮流的分析和預報［M］.北京：海洋出版社，1986.

［2］郭禹.航海學［M］.大連：大連海事大學出版社，2005.

［3］國家海洋局第一海洋研究所，國家海洋局第二海洋研究所.GB/T 12763.2-2007海洋調查規(guī)范第2部分：海洋水文觀測［S］.北京：中國標準出版社，2008.

Characteristic Analysis of Tide and Tidal Current about the Horn of Qitou Surrounding Waters in Beilun，Ningbo

HOU Wei-fen，WU Jun-kai
（Fishery School of Zhejiang Ocean University，Zhoushan316022，China）

The article analyzes the character of the tide and tidal current in survey sea area by actual measurement data.The results are that the survey sea area is informal semidiurnal mixed tide，the diurnal inequality in spring tide is more remarkable than in neap tide，the average tidal range is 2.48 meters by 15 days'actual tidal levels and it belongs to moderate intensity tide，the average duration of flood tide is 5 hours 36 minutes，the average duration of falling tide is 7 hours 28 minutes，the tide and the tide current are always synchronous.The tide current is principal reversing current with a bit rotating current，the actual current direction is mainly south，the flood strength is higher than the falling strength.

tide；tide current；flooding tide；falling tide；reversing current

P731.23

A

1008-830X（2016）02-0137-07

2016-01-22

侯偉芬（1970-），女，浙江舟山人，副教授，研究方向：海洋資源與環(huán)境.