潮灘上應用ADV進行波浪觀測與特征參數(shù)計算

蘆軍，范代讀，2，涂俊彪，張悅，張艷偉

（1.同濟大學海洋地質國家重點實驗室，上?！?00092；2.長江大學地球科學學院，湖北　武漢　430100）

潮灘上應用ADV進行波浪觀測與特征參數(shù)計算

蘆軍1，范代讀1，2，涂俊彪1，張悅1，張艷偉1

（1.同濟大學海洋地質國家重點實驗室，上海200092；2.長江大學地球科學學院，湖北武漢430100）

聲學多普勒流速儀（ADV：Acoustic Doppler Velocimetry）可以同時測量水體流速與水壓的高頻變化信息，通過合理的設置采樣工作模式和數(shù)據(jù)后處理方法，可以計算得到高精度的波浪特征參數(shù)。本次實驗選擇在長江口南匯邊灘低潮灘開展野外觀測，布放儀器包括ADV和光學后向散射濁度計（OBS）各一臺，均采用連續(xù)工作模式，ADV采樣頻率為32 Hz。數(shù)據(jù)處理首先進行原始流速觀測數(shù)據(jù)的信號質量檢查和異常值去除等步驟，剔除信噪比小于5 dB或相關系數(shù)小于70%的觀測數(shù)據(jù)；對壓力數(shù)據(jù)進行中心化和消除趨勢項處理，降低因潮位變化引起的偏移。在運用傳遞函數(shù)將壓力譜轉換成表面波譜時，需要首先確定一個截斷頻率，對比分析發(fā)現(xiàn)，潮灘環(huán)境采用高頻截斷頻率固定在0.5 Hz效果最理想。通過計算得到觀測期間的主要波浪特征參數(shù)值分別為，有效波高為0.03～0.51 m，平均有效波高為0.3 m；平均周期為2.52～7.22 s，平均跨零周期為2.46～6.57 s；波浪的軌道流速為0.03～0.13 m/s，平均軌道流速為0.09 m/s。波高與水深之間具有良好的正相關關系，說明對于潮灘上固定站點，漲落潮水位變化是制約波高發(fā)展的重要因素。可見，ADV可以實現(xiàn)對潮灘流場和波浪作用的同步觀測，為開展波流共同作用下潮灘沉積地貌演變的沉積動力學研究提供了手段與方法支持。

潮灘；ADV；異常值處理；截斷頻率；波浪參數(shù)

波浪和潮流是河口海岸地區(qū)重要的動力因素。和周期性的潮流相比，短周期的波浪更加復雜和難于觀測，但其對河口海岸地區(qū)沉積物的再懸浮與輸運有著重要影響。Sanford（1994）在對切薩匹克灣泥質底床沖淤變化的研究發(fā)現(xiàn)，波浪導致沉積物再懸浮是潮流作用的3～5倍。Christie等（1999）通過對亨伯河口灣研究，發(fā)現(xiàn)風暴天氣條件下潮灘懸沙濃度要比平靜天氣大一倍多。Ralston等（2007）在對舊金山灣潮間帶研究發(fā)現(xiàn)，當風浪趨于平靜時水體中懸沙濃度迅速下降。開敞型潮灘更易受波浪的影響，波流相互作用是塑造沉積地貌的重要機制（Fan，2012）。江浙沿岸潮灘現(xiàn)場觀測表明，風浪的出現(xiàn)和加強導致水體懸沙濃度顯著增加與灘面發(fā)生蝕低等現(xiàn)象（李平等，2008；Wang et al，2012；Zhu et al，2014）；漲落潮水位和流速變化影響風浪過程與再懸浮沉積物輸運距離與通量，從而形成不同的潮灘蝕淤剖面（Fan et al，2006）?？梢?，開展潮灘波浪的現(xiàn)場觀測與研究具有重要意義。

在傳統(tǒng)波浪觀測方法中，壓力測波法是一種比較常用的方法，傳統(tǒng)的壓力測波法是利用在海底固定壓力測波儀，通過儀器中高分辨率的壓力傳感器感應波面升降所引起的壓力變化，從而記錄波面的起伏變化（Cavaleri，1980；劉華興，2010），比如美國InterOcean公司生產的S4ADW壓力式波浪儀和中科院南海所研發(fā)的SAS3-1型壓力式波潮儀（龍小敏等，2005）。聲學多普勒流速儀（ADV：Acoustic Doppler velocimetry）是一種利用多普勒原理測量流速的儀器，能夠同時高精度且高分辨率地測量水體中的流速與水壓變動信息，后者為利用ADV反演波浪信息提供了可能。最早由Gordon等（1999，2001）分別在破浪帶和淺水區(qū)域測試并對比了ADV和Aquadopp測量波浪的準確度，認為這兩種儀器都能夠準確地觀測波浪的波譜和波高。運用Gordon方法，Bolanos等（2010）將迪河河口觀測獲得的ADV壓力數(shù)據(jù)轉換成波高；MacVean等（2014）把在舊金山灣內泥質潮灘觀測的ADV數(shù)據(jù)，通過計算獲得了波浪的波高、周期以及軌道流速等參數(shù)。國內就目前所知，尚未見利用ADV進行波浪特征參數(shù)反演的相關報道。本文在結合前人關于壓力測波法研究的基礎上，利用長江口南匯邊灘的一組ADV觀測數(shù)據(jù)進行波浪參數(shù)的反演計算，探討該方法的實用性和有效性。

1　研究區(qū)域和方法

1.1研究區(qū)域

南匯邊灘地處長江口和杭州灣的交匯地帶（圖1），外形呈犁頭狀，是長江口近岸泥沙輸運及其與杭州灣交換的通道，受長江豐富的泥沙供應以及杭州灣北部潮流的影響，在兩者結合部形成了寬廣的邊灘。南匯邊灘受波浪、潮汐和徑流的共同控制，其中潮汐屬于非正規(guī)淺海半日潮，年平均潮差3.2 m，大潮潮差可達4 m以上，河口口門附近年均波高為1 m，最大波高可達6.2 m（上海市海島資源綜合調查報告編寫組，1996）。

1.2野外儀器布放與工作模式

為了進行儀器的方法性實驗和小尺度波流相互作用過程觀測，分別于2013年9月5-7日在南匯邊灘的低潮灘上設立觀測站S1（30°59′8.59″N，121°57′14.15″E，圖1），2013年9月9-10日設立觀測站S2（30°52′17.44″N，121°56′49.67″E），均放置ADV和OBS（Optical Back Scatter）各一臺。ADV為Nortek公司生產的6 MHZ聲學多普勒流速儀，測量精度為測量值的0.5%或者±0.1 cm/s，觀測期間探頭上視，其中S1站位流速探頭距底床高度為0.52 m，壓力傳感器距底床高度為0.68 m。OBS為Campbell公司生產的光學后向散射濁度計，探頭距底0.52 m（圖1）。為了得到懸沙濃度值，在S2站位觀測期間每隔15 min取OBS探頭同層位水樣約500 mL，共計22個樣品；帶回室內進行靜置、去掉上層清液、烘干和稱重等，求得懸沙濃度；進行OBS濁度值與懸沙濃度的相關性分析，相關系數(shù)達0.62（未發(fā)表數(shù)據(jù)）。S1站點未進行同步取水樣實驗，OBS懸沙濃度換算采用S2站點的擬合關系式。

圖1　長江口南匯邊灘野外觀測站點位置（a）和儀器布放方式（b）

在野外儀器布放進行采樣之前需制定詳細的工作模式，包括采樣頻率、時長以及間隔等（Schwartz，2006）。采樣頻率和時長的選擇需要根據(jù)測點的波浪特征，因此在觀測實驗之前需盡量收集研究區(qū)已有的波浪資料進行分析，了解歷史上波浪的最高頻率，進而根據(jù)奈奎斯特采樣定理確定采樣頻率。采樣時長的選擇取決于測點波浪的峰值周期，一般來說，采樣時長至少是后者的150倍（Schwartz，2006）。采樣間隔的選擇取決于觀測目的，本文主要目的是儀器的方法性實驗和小尺度波流相互作用過程觀測，在存儲和續(xù)電能力許可下采用了連續(xù)工作模式，ADV采樣頻率為32 Hz，OBS采樣間隔為10 s。

1.3波浪參數(shù)計算方法

海面以下某深度的水壓可分為兩部分，一是平均海平面到此深度所產生的壓力，稱為靜壓，另一是波動所產生的壓力，稱為動壓（文圣常，1984）。根據(jù)線性波理論，水面下Z處動壓隨時間變化為（式1）：

式中，ρ為海水密度，g為當?shù)刂亓铀俣?，A為表面波振幅，d為水深，k為波數(shù)（k=2π/L，L為波長），ω為波浪圓頻率（ω=2π/f，f為波浪頻率）。根據(jù)表面波彌散關系，波數(shù)和頻率關系如下：ω2=gktan h（kd）。因此，在獲得高頻壓力數(shù)據(jù)后，需先將壓力數(shù)據(jù)轉化為壓力譜，再根據(jù)線性波理論，將壓力譜轉化成表面波譜（式2）：

式中，Ss（f）為表面波譜，Sp（f）為壓力譜，z為傳感器所在深度 （z軸向上為正） （Gordon et al，2001）。

一般將一段時間內觀察到的波高按從大到小排列，其中三分之一最大波高的平均值即為有效波高（Longuet-Higgins，1952；Dalrymple et al，1991）。對于譜分析，我們用譜矩來描述譜的分布，n階譜矩定義如下：

假設表面波高遵循瑞利分布，則有效波高等于（徐德倫，2001），其中為表面波譜的零階譜矩，即：

計算出有效波高后，還可計算其他特征波高參數(shù)，如均方根波高，十分之一波高H1/10=1.8 Hrms=1.27 Hs。

和利用表面波譜計算波高一樣，也可以通過表面波譜來計算波浪的周期參數(shù)。通過表面波譜計算的平均跨零周期為（Earle，1996），其中m2為表面波譜的二階譜矩，平均周期則可以通過Tm=m0/m1（Wiberg et al，2008）計算得到，式中m1為波譜的一階譜矩。對于波浪的研究而言，波浪的譜峰周期Tp也是一個重要的特征量，它被定義為波浪譜中最大譜值所對應的周期，可通過計算波譜中最大值所對應的頻率，再求其倒數(shù)獲得Tp值。本文只討論波浪的有效波高、平均跨零周期和平均周期等常用的參數(shù)。

在波浪的研究中，波浪的軌道運動導致底質沉積物的再懸浮，因此波浪的軌道流速也是一個十分重要的參數(shù)。和波高、周期的計算一樣，對ADV測量的高頻流速數(shù)據(jù)進行處理可以得到波浪的軌道流速（Wiberg et al，2008；MacVean et al，2014），即：

式中，Suv=Suu+Svv，Suu、Svv為ADV測量的水平流速譜。

2　結果與討論

2.1觀測期間水文特征

觀測期間（2013年9月5日下午至7日上午）共經歷3次漲落潮周期（圖2），主要盛行偏北風，風速變化范圍為2～6 m/s，平均風速4.36 m/s（浦東國際機場氣象站資料）。結果表明，南匯邊灘潮汐不對稱性較明顯，落潮歷時比漲潮歷時長約1 h，漲潮流速最大值和平均值均大于落潮流速對應值。3個潮周期的漲潮平均流速0.32 m/s，落潮平均流速0.28 m/s，前者約為后者的1.14倍，全潮平均流速為0.31 m/s。漲潮流向平均值為307°，落潮流向平均值為129°，呈現(xiàn)明顯的往復流性質。

觀測期間最大含沙量為2.3 kg/m3，各潮周期平均含沙量1.5 kg/m3，漲潮平均含沙量為1.8 kg/m3，落潮平均含沙量為1.3 kg/m3，漲潮含沙量大于落潮含沙量。潮周期內含沙量變化曲線呈現(xiàn)“U”型，谷值對應于轉流階段的流速低值區(qū)，峰值通常出現(xiàn)在漲潮初期和落潮末期，反映了波浪和潮流共同作用下潮灘沉積物再懸浮的特征，這種作用在淺水條件下表現(xiàn)更為顯著，形成懸沙濃度峰值。

2.2ADV流速觀測異常值的處理

與傳統(tǒng)流速測量設備相比，ADV具有采樣體積小，采樣頻率高和非接觸的特點（Nortek，2005），但是同所有儀器一樣，ADV也容易受到外界環(huán)境的干擾。水體氣泡、大顆粒懸浮物以及邊界回聲強度和脈動強度等因素都會影響ADV測量的相關系數(shù)，進而導致測量的信噪比下降（Fugate et al，2002）。當實際流速超出了ADV流速的預設值，將會導致測量值失真，出現(xiàn)明顯的異常值或毛刺點（Goring et al，2002；魯遠征等，2012）。海岸帶復雜的水動力環(huán)境也會使ADV的測量受到影響（Trowbridge et al，2001）。因此，對原始觀測數(shù)據(jù)進行（1）信號質量的檢查和（2）去除異常值，成為ADV數(shù)據(jù)分析研究的首要步驟。

一般認為，ADV測量數(shù)據(jù)信噪比（SNR）小于5 dB或相關系數(shù)小于70%時，數(shù)據(jù)質量較差應予以舍棄（Chanson et al，2008）。Goring等（2002）認為ADV所測量的數(shù)據(jù)集中在一個三維空間的橢球體內，若測量的數(shù)據(jù)超出橢球體在各個平面上的投影，則認為測量數(shù)據(jù)的精度較低，為此提出相空間閾值法進行去噪分析。雖然本次觀測原始數(shù)據(jù)的異常值并不多（圖3a方框所示部分），只有一些值超出了實際流速的范圍，個別甚至超過儀器設定的量程（4 m/s），但他們仍會對后續(xù)的計算造成較大的誤差。采用Goring等（2002）的相空間閾值法進行異常值剔除（或稱去毛刺，despiking）處理，得到一組比較規(guī)整的數(shù)據(jù)（圖3b）。

圖2　觀測期間風場（a）、水位（灰色）與懸沙濃度（黑色，b）及流速（c）變化特征

圖3　ADV實測原始流速數(shù)據(jù)（a）與剔除異常值后真實流速數(shù)據(jù)（b）對比，（a）中灰色區(qū)域內為異常值

為了便于進行譜分析和后續(xù)計算，將連續(xù)觀測數(shù)據(jù)重新分組，從整點時刻開始每隔10 min取前512 s觀測數(shù)據(jù)，首先進行信號質量檢查，然后進行異常值的去除。觀測原始數(shù)據(jù)顯示，在儀器剛入水或者即將出水一段時間內，SNR<5 dB或者相關系數(shù)小于70%的數(shù)據(jù)占有一定的比例，而在儀器持續(xù)沒入水面一段時間后，基本上不存在相關系數(shù)小于70%或者SNR<5 dB的情況（圖4）。同樣，ADV實測流速數(shù)據(jù)的異常值分析表明，在儀器剛入水或者即將出水一段時間內容易出現(xiàn)異常值，其他時間段異常值較少見（圖5）。這些未通過信號質量檢查的時段或是判斷為異常值的數(shù)據(jù)，都需要在后續(xù)波浪特征參數(shù)計算之前予以舍棄或進行異常值剔除處理。

2.3波浪信號中潮位變化項的剔除

盡管將ADV連續(xù)觀測數(shù)據(jù)分成了512 s一組，時間較短，但是潮汐變化對測點的水面高度仍然產生了不可忽視的影響，尤其是漲、落急階段。因此在利用高頻水深數(shù)據(jù)進行波浪特征參數(shù)計算之前，必須對原始數(shù)據(jù)進行中心化以及消除趨勢項處理（陳子燊等，2001；李志強等，2010）。中心化就是將數(shù)據(jù)減去其均值，使原始序列轉變成零均值序列。而在進行功率譜的處理時，趨勢項的存在會使譜出現(xiàn)變形，甚至可能使低頻時的譜估計失真（高品賢，1994），因此在水壓信號的處理中必須要消除趨勢項。本文采用多項式最小二乘法消除趨勢項（李東文等，2008）。

2.4ADV壓力譜轉換成表面波譜時截斷頻率的選擇

由于水層對波浪信號的衰減作用，頻率越高衰減作用越強烈。圖6（a）展示了一個從壓力觀測數(shù)據(jù)獲得的特征壓力譜（9月7日0點到0:10的觀測數(shù)據(jù)），從圖中可以看出當波浪頻率大于0.4 Hz時，波浪信號幾乎衰減為0。因此，在處理高頻壓力數(shù)據(jù)時，需要將壓力譜通過傳遞函數(shù)：

圖4　觀測期間ADV實測流速數(shù)據(jù)出現(xiàn)信噪比小于5 dB（a）和相關系數(shù)小于70%（b）的個數(shù)統(tǒng)計

圖5　觀測期間ADV實測流速中出現(xiàn)異常值次數(shù)統(tǒng)計：（a）東西向流速分量，（b）南北向流速分量

轉換成表面波譜（見公式2）。圖6（b）即是通過轉換獲得的表面波譜，由此可見，雖然可以通過傳遞函數(shù)補償水層對波浪信號的衰減作用，但也使所得表面波譜在高頻部分迅速增加，在1 Hz時功率譜密度竟達到了1.3×107m2·s，這與實際情況并不相符，因此在計算時需要確定一個截斷頻率。

圖7顯示了壓力傳感器固定在距底0.5 m，水深在1、2、3、4、5 m時傳遞函數(shù)隨頻率變化的情況?？梢?，當水深一定時，傳遞函數(shù)會隨著頻率增高而逐漸變大，導致儀器噪聲和信號一起增大。與高頻波浪信號相比，當儀器噪聲增大到不可忽略時，會使表面波譜的高頻段產生很大誤差。隨著水深的增加，水層對高頻信號的衰減更加強烈，同頻率下傳遞函數(shù)也越來越大，因此選取合適的高頻截斷頻率便成了準確計算波高和周期的關鍵前提。目前利用壓力測波法觀測波浪時，對高頻截斷頻率的選擇有4種方法（圖7）：（1）Gordon等（2001）在近岸淺水區(qū)利用ADV測量波浪時，令傳遞函數(shù)等于定值 200，即 kf=200； （2） Wiberg等（2008）認為利用波譜計算波浪參數(shù)時，截斷頻率選擇與測點水深有關，即：

d為水深；（3）陳子燊等（2002）在海灘破波帶利用壓力測波法時，認為截斷頻率與儀器在水中深度有關：

hp為儀器所在深度；（4）MacVean等（2014）在泥質潮灘利用ADV觀測波浪時，將截斷頻率固定在特定頻率，即fmax=0.5。

圖7　不同水深情況下傳遞函數(shù)隨頻率變化

對比發(fā)現(xiàn)，如采用Gordon方法，1 m水深的截斷頻率為1.15 Hz；但在實際計算中，發(fā)現(xiàn)在此頻率下儀器噪聲和衰減的高頻信號已經變的不可區(qū)分，求得的表面波譜在高頻部分發(fā)生了嚴重的畸變，所得數(shù)值巨大，如圖6（b）所示，因此認為該方法在此并不適用。對于陳子燊的方法，儀器固定在距底0.5 m處，1 m水深時的截斷頻率為1.25 Hz，在后續(xù)計算中出現(xiàn)與Gordon方法相似的問題，故予以舍棄。如運用Wiberg方法，則存在對于水深較大的情況截斷頻率偏低，使原本有用的高頻信號丟失，則造成計算所得的波高、周期的偏低，因此也不適用于本次實驗。MacVean在泥質潮灘觀測中將截斷頻率固定在0.5 Hz，并沒有上述方法造成的高頻信號失真和高頻截斷頻率偏低的問題，而且通過計算發(fā)現(xiàn)，結果能夠很好地反應當時的波浪情況，因此在高頻截斷頻率的選擇上本文采用MacVean等提出的方法。對于低頻截斷頻率，由于一般研究的波浪周期在30 s以下，因此將低頻截斷頻率定在0.03 Hz，所以本文通過表面波譜計算波高、周期和軌道流速的頻率定在0.03～0.5 Hz，圖6（c）顯示了將截斷頻率定在0.03～0.5 Hz的特征表面波譜。

2.5波浪特征參數(shù)

波浪參數(shù)計算結果表明（圖8），觀測期間3個潮周期內波浪的平均周期（Tm）為2.52～7.22 s，均值為4.72 s，平均跨零周期（Tz）為2.46～6.57 s，均值為4.28 s，波浪的平均跨零周期要小于平均周期，但兩者的變化趨勢相同。波浪軌道流速是波浪對潮灘底床產生底切應力的基本因素，進而導致底部沉積物的起動與再懸浮，觀測期間波浪軌道流速為0.03～0.13 m/s，平均軌道流速為0.09 m/s。

圖8　觀測期間水位（a）、平均波浪周期和平均跨零周期（Tm，Tz，b）、有效波高（c）和軌道流速（d）隨時間變化序列

圖9　有效波高與水深相關性：（a）漲潮，（b）落潮，（c）全潮

相對波高（波高與水深之比）是衡量波浪與底床作用的重要參數(shù)，也是判斷波浪是否破碎的重要指標。一般認為相對波高為0.8～1.2 m時波浪則發(fā)生破碎（Woodroffe，2002），而在波高或水深一定時，相對波高越大，波浪與底床的作用越強烈。觀測期間，相對有效波高為0.03～0.17 m，均值為0.10 m。Hir等（2000）在法國Brouage的障壁型潮灘上測得的相對波高通常小于0.15 m，而陳燕萍等（2012）在開敞型潮灘崇明東灘測得的相對波高一般大于0.16 m，有些甚至大于0.2 m。南匯邊灘開敞程度不同，南側直接面向開闊海，而東側潮灘受波浪影響程度隨著與南槽口門距離的增加而降低，本次觀測站點位于口門以內一段距離（圖1），因此相對波高更接近于障壁型潮灘。0.03～0.51 m，平均有效波高為0.3 m；平均周期為2.52～7.22 s，平均跨零周期為2.46～6.57 s；波浪的軌道流速為0.03～0.13 m/s，平均軌道流速為0.09 m/s。波浪的波高和水深之間呈很好的正相關關系，對于某一固定的觀測點來說，波高隨著漲潮水深加大而增加，隨著落潮水深減小而下降，漲潮期間相關系數(shù)要大于落潮期間相關系數(shù)，可見水深是制約波高發(fā)展的重要因素?？傊?，聲學多普勒流速儀（ADV）可以實現(xiàn)近岸波浪的觀測，為進一步研究波流聯(lián)合作用下潮灘水動力和沉積動力特征提供了條件。

3　結論

利用聲學多普勒流速儀可以進行波浪觀測，觀測前需要對采樣區(qū)域的波浪情況進行調查，以便確定采樣頻率，采樣長度和采樣間隔。采樣頻率和采樣長度的選擇主要取決于觀測點的波浪特征，而采樣間隔則取決于研究的目的。由于ADV觀測容易受到外界環(huán)境的干擾，因此需對ADV流速數(shù)據(jù)進行信號質量檢查和異常值去除處理，而壓力數(shù)據(jù)則需要進行中心化和消除趨勢項處理。通過對比研究認為，表面波譜計算的截斷頻率選擇在0.03～0.5Hz。

分析結果顯示，觀測期間南匯潮灘存在明顯的潮汐不對稱性，漲潮歷時小于落潮歷時，漲潮平均流速為0.32 m/s，落潮平均流速為0.28 m/s。觀測期間最大含沙量為2.3 kg/m3，平均含沙量為1.5 kg/m3，漲潮含沙量大于落潮含沙量。波浪的有效波高為

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（本文編輯：袁澤軼）

Application of ADV in the tidal flat to observe wave processes and calculate their characteristic parameters

LU Jun1,FAN Dai-du1,2,TU Jun-biao1,ZHANG Yue1,ZHANG Yan-wei1
（1.State Key Laboratory of MarineGeology,Tongji University,Shanghai 200092,China; 2.School of Geosciences,Yangtze University,Wuhan 430100,China）

ADV(Acoustic Doppler Velocimetry)can simultaneously measure the high frequency change of water velocity and pressure.By setting a reasonable sampling mode and selecting an appropriate post-processing method,the wave characteristic parameters can be precisely calculated from ADV data.Our field experiment was carried out by deploying one ADV and one OBS(Optical Back Scatter)on the lower intertidal flat of Nanhui bank(Yangtze River Delta)with a continuous operation mode,and the ADV sampling frequency was set 32 Hz.The original velocity data of ADV should firstly be examined for the signal quality,and some abnormal values should be eliminated(namely despiking)if the signal noise ratio(SNR)was less than 5 dB or the correlation coefficient was less than 70%.The pressure data should be pretreated by the centralization to eliminate the trend deviation by tides.It is important to select an appropriate cut-off frequency when employing a transfer function to convert pressure spectra into surface wave spectra.Comparison studies showed the best solution was to set the upper limit of cut-off frequency with a fixed value at 0.5 Hz for the study tidal flat.The main wave characteristic parameters during the observations were therefore calculated.The results showed that the significant wave height varied from 0.03 to 0.51 m with an average value of 0.3 m;the mean period and zero-crossing period changedrespectively from 2.52 to 7.22 s and from 2.46 to 6.57 s,and the representative bottom orbital velocity varied from 0.03 to 0.13 m/s with an average of 0.09 m/s.There was a high positive correlation between the wave height and the water depth, denoting that the tidal-level change was an important factor in restricting the development of wave heights for a fixed station on the tidal flat.In brief,ADV can be used to gauge both current and wave processes,providing an important tool to study wave-current interactions and their impact on sedimentary and morphological dynamics of tidal flats.

tidal flat;ADV;abnormal-value elimination(despiking);cut-off frequency;wave parameters

P714.1

A

1001-6932（2016）05-0523-09

10.11840/j.issn.1001-6392.2016.05.006

2015-07-05；

2015-08-18

國家自然科學基金（41276045；41476031）；教育部博士點基金（20130072130003）；海洋地質保障專項課題（GZH201100203）；國家海洋局國際合作項目（GASI-GEOGE-02）。

蘆軍（1990-），男，碩士研究生，主要從事沉積動力過程方面研究。電子郵箱：junloo@126.com。

范代讀，博士，教授。電子郵箱：ddfan@#edu.cn。