浙江沿海及長江口同步潮位數據比較分析

唐東躍，張沈陽，何文亮

(浙江省河海測繪院，浙江杭州 310008)

浙江沿海及長江口同步潮位數據比較分析

唐東躍，張沈陽，何文亮

(浙江省河海測繪院，浙江杭州 310008)

通過對浙江沿海及長江口31個潮位站同步潮位數據分析比較可知，浙江沿海各站的潮汐變化有著較好的一致性和明顯的規(guī)律，即在半個月的潮汐周期中出現1次大潮和1次小潮，而在1個太陰日中，出現2次高潮和低潮，潮汐變化過程呈現出半日潮特征。在河口區(qū)，落潮歷時長于漲潮歷時，且由河口口門向上游歷時差逐漸增大；在近岸淺海區(qū)，長江口至浙中沿海的大目涂站，表現為落潮歷時長于漲潮歷時；向南至浙中沿海的東磯島、大陳島站漲落潮歷時基本相等；總的來說浙南沿海松門、披山島、坎門、洞頭站漲潮歷時略長于落潮歷時；而南麂島、琵琶門和霞關站又以落潮歷時略長于漲潮歷時為特點。在近岸淺海區(qū)，潮差分布從長江口往南到霞關總的趨勢由北向南增大。在河口區(qū)，最高潮位和平均高潮位由河口向上游逐漸增大；在近岸淺海區(qū)，最高潮位和平均高潮位由北向南增大,最低潮位和平均低潮位的分布則恰好相反。

潮位； 潮差； 漲落潮歷時； 浙江沿海； 長江口

潮汐是月球、太陽等天體對地球各處引力不同所引起的海水運動，也是一種長周期波動現象。它在豎直方向上表現為潮位的升降，在水平方向上表現為潮位的漲落。潮汐對海洋工程的影響及海岸線的塑造時刻進行，因此對潮汐數據進行同步比較分析意義顯著[1-2]。

長江口是中國最大的河口，屬于中等強度的潮汐河口。該地區(qū)的潮汐運動對杭州灣的漲落潮有較大影響[3-4]。錢塘江河口和杭州灣是世界著名的強潮河口，海域來沙豐富[5-6]。為了動態(tài)掌握浙江沿海海洋動力變化規(guī)律，在浙江沿海及長江口布設潮位站31處。本文根據北自長江口徐六涇到浙江最南邊的霞關臨時潮位站，以及沿岸的長期潮位站，共31個潮位站, 觀測時間為2014-01-01T00:00:00/01-15T23:00:00的同步潮位數據，對漲落潮歷時和高低潮位變化進行分析。

1 潮位站位置

分析區(qū)共布置31個潮位觀測站。其中，在杭州灣大橋南岸、海黃山、大陳島、松門、東磯島、澤山島、披山島、打水灣、坎門、琵琶門、南麂島、瑯磯山、霞關設置臨時潮位站，進行連續(xù)同期半個月潮位觀測；同時抄錄徐六涇、雞骨礁、吳淞、蘆潮港、金山、乍浦、澉浦、鎮(zhèn)海、定海、岱山、小洋山、綠華山、大目涂、健跳、海門、龍灣、瑞安、洞頭長期站同期半個月的潮位資料。

為便于比較分析，潮位站劃為4塊海域，分別為長江口、浙北沿海、浙中沿海、浙南沿海，各海域及潮位站位置見表1和圖1。

表1 各潮位站位置Tab.1 Positions of tide stations

圖1 潮位站布設Fig.1 Layout of tide stations

2 潮位數據

2.1 潮高基準面的確定

各潮位站的觀測、抄錄潮高均統(tǒng)一至1985國家高程基準(85二期，下稱85高程)。同時，在澤山島、東磯島、大陳島、披山島、南麂島等布設了5個臨時潮位站。由于目前大陸水準尚難引測至這些島，故此5站潮高基準面的確立，宜均按國家標準《海道測量規(guī)范》[7]或《水運工程測量規(guī)范》[8]中的“海面同步改正法”或“同步觀測法”予以確定。具體來說，5個海島臨時潮位站與洞頭長期潮位站同步觀測15 d，潮高基面都由洞頭站潮高推算，即該5個海島臨時潮位站平均海平面和洞頭站同期平均海平面一致。

2.2 實測潮汐變化

由潮位過程曲線(見圖2)可知，浙江沿海各站的潮汐變化有著較好的一致性和明顯的規(guī)律，即在半個月的潮汐周期中出現1次大潮和1次小潮，而在1個太陰日當中，出現2次高潮和2次低潮，潮汐變化過程呈現出半日潮特征。

圖2 1個太陰日潮汐變化Fig.2 Tidal variation in a lunar day

2.3 實測潮位特征值的統(tǒng)計與分析

2.3.1 實測潮位特征值統(tǒng)計 各站的實測潮位特征值見表2。

表2 各站同步實測潮汐特征值統(tǒng)計Tab.2 Statistics of synchronously measured tidal characteristic values of 31 stations

2.3.2 實測潮位特征值分析 大洋潮波沿著大陸架進入淺海后，由于水深、地形的不斷變化，又受到徑流的作用，其形態(tài)及結構必然產生很大變化。根據各潮位站所處地貌單元及潮波結構與形態(tài)的不同，大致可分為2個水域：①近岸淺海區(qū)，即雞骨礁、綠華山、小洋山、岱山、定海、大目涂、東磯島、大陳島、松門、披山島、坎門、洞頭、南麂島、琵琶門和霞關站；②河口區(qū)，即長江口(吳淞、徐六涇站)、杭州灣(蘆潮港、金山、乍浦、澉浦、鎮(zhèn)海、海黃山站、杭州灣大橋潮位站)、三門灣(澤山島、健跳站)、樂清灣(打水灣站)、甌江(龍灣站)、飛云江(瑞安站)。下面分別對各個水域實測潮汐特征加以分析。

(1) 漲、落潮歷時。漲、落潮歷時的長短，既可反映潮汐變化的某些特性，也可作為地形或徑流對潮波影響的一項標志。從表2中平均漲、落潮歷時兩欄可以看出：在近岸淺海區(qū)，長江口至浙中沿海的大目涂站，表現為落潮歷時長于漲潮歷時。如觀測期間的平均漲潮歷時為5 h 47 min～5 h 58 min，而平均落潮歷時為6 h 28 min～6 h 39 min，兩者相差30～52 min；向南至浙中沿海的東磯島、大陳島站漲、落潮歷時基本相等，如月平均漲潮歷時為6 h 12 min～6 h 13 min、平均落潮歷時為6 h14 min，兩者僅相差1～2 min；總的來說浙南沿海松門、披山島、坎門、洞頭站漲潮歷時略長于落潮歷時，如平均漲潮歷時為6 h14 min～ 6 h18 min，平均落潮歷時則為6 h 8 min～6 h 11 min，平均漲潮歷時長于落潮歷時3～10 min；而南麂島、琵琶門和霞關站又以落潮歷時略長于漲潮歷時為特征，如平均漲潮歷時為5 h59 min～6 h11 min，而平均落潮歷時則為6 h16 min～6 h27 min，落潮歷時長于漲潮歷時5～28 min。

在河口區(qū)，共同的規(guī)律是落潮歷時長于漲潮歷時，且由河口口門向上游，落潮歷時差越來越長，以杭州灣為例，灣口蘆潮港站平均落潮歷時長于平均漲潮歷時1 h，至灣頂的澉浦站則達3 h5 min。

(2) 潮差。潮差是潮汐強弱的重要標志之一。從表2可見：在近岸淺海區(qū)，潮差分布總的趨勢由北向南增大。如長江口至浙中沿海的大目涂站平均潮差為2.19～3.01 m，向南至浙中沿海的東磯島、大陳島、浙南沿海的松門、披山島一線增大至3.50～3.88 m，向南至洞頭、南麂島、琵琶門和霞關站則增至4.03～4.54 m，足見浙南沿海的強潮特征。這和陳倩等[9-10]的研究成果一致。

在河口區(qū)，潮差分布總的趨勢由河口向上游逐漸增大。灣口蘆潮港站平均潮差為3.48 m，沿北岸向西經金山、乍浦至澉浦站，平均潮差分別為4.56，5.21和5.96 m。同樣，最小潮差和最大潮差亦有相似的演變規(guī)律。

(3) 高、低潮位。在近岸淺海區(qū)，最高潮位和平均高潮位由北向南增大。如長江口至浙中沿海的大目涂站平均高潮位為1.18～1.72 m，向南至浙中沿海的東磯島、大陳島、浙南沿海的松門、披山島一線增大至1.95～2.13 m，向南至洞頭、南麂島、琵琶門和霞關站則增至2.19～2.48 m。

在河口區(qū)，最高潮位和平均高潮位由河口向上游逐漸增大。灣口蘆潮港站平均高潮位為1.89 m，沿北岸向西經金山、乍浦至澉浦站，平均高潮位分別為2.41，2.77和3.28 m。

最低潮位和平均低潮位的分布特征則恰好相反，在近岸淺海區(qū)由北向南逐漸降低。如長江口至浙中沿海的大目涂站平均低潮位為1.39～0.97 m，向南至浙中沿海的東磯島、大陳島、浙南沿海的松門、披山島一線降至1.76～1.56 m，向南至洞頭、南麂島、琵琶門和霞關站則降至2.09～1.85 m。

在河口區(qū)，最低潮位和平均低潮位亦由河口向上游逐漸降低。以杭州灣為例，灣口蘆潮港站平均低潮位為1.63 m，沿北岸向西經金山、乍浦至澉浦站，平均低潮位分別降低2.16，2.42和2.68 m。

2.3.3 區(qū)域潮位特征值分析 將31個測站按其所在位置分成幾個區(qū)域或水域(見表1)，對其區(qū)域潮位特征分別進行分析。

(1)長江口各站實測潮位特征值分析。由表2所列的各項潮位特征值，可知如下規(guī)律：①從外海雞骨礁站往西北經長江口吳淞(高橋)站至長江內徐六涇站，潮差(最大、平均潮差)呈逐漸減小趨勢。②最高潮位與平均高潮位，以雞骨礁最大，經長江口吳淞(高橋)站減小，至長江內徐六涇則又增大。而最低潮位和平均低潮位則表現為逐漸增大的特征。地勢抬升對潮位的影響非常明顯，從平均潮位特征欄也可看出，雞骨礁站平均潮位0.17 m，吳淞站0.23 m，徐六涇0.41 m。③三站明顯表現為平均落潮歷時長于平均漲潮歷時，且受長江徑流影響，由長江口外海至長江口內呈現落潮歷時越來越長的特征，如雞骨礁站平均落潮時間長于平均漲潮時間45 min，吳淞(高橋)站為3 h，徐六涇站則為3 h21 min。

(2) 浙北沿海及杭州灣各站實測潮位特征值分析。從表2可見，浙北沿海及杭州灣灣口，潮差(含最大、最小和平均潮差)由南向北逐漸增大。如南部的鎮(zhèn)海、定海和岱山，最大潮差3.77～3.97 m，向北經小洋山增至4.69 m，至北岸的蘆潮港達5.13 m；在杭州灣至錢塘江河口一帶，潮差由杭州灣口向灣頂逐漸增大，如杭州灣口北岸蘆潮港最大潮差為5.13 m，沿北岸向西經金山、乍浦至灣頂澉浦站，最大潮差分別為6.25, 7.07和7.92 m；而南岸鎮(zhèn)海—?；噬揭痪€變化特征也是如此。

與潮差相關聯(lián)，浙北沿海及杭州灣灣口，最高潮位和平均高潮位由南向北逐漸遞增，如南部各站(鎮(zhèn)海、定海、岱山)最高潮位1.96～2.14 m，向北經小洋山至蘆潮港分別增至2.54和2.80 m；而最低潮位和平均低潮位則由南向北逐漸遞減，如南部各站最低潮位-1.90～-1.77 m，小洋山為2.19 m，蘆潮港為-2.34 m。在杭州灣至錢塘江河口一帶，受地勢抬升影響，最高潮位和平均高潮位由杭州灣口向錢塘江河口遞增，如蘆潮港與上游乍浦相比，最高潮位抬升1.77 m，平均高潮位抬升2.42 m；而最低潮位和平均低潮位則由灣口向灣頂逐漸降低，同樣以蘆潮港與乍浦為例，最低潮位降低了1.06 m。

(3)浙中沿海各站實測潮位特征值分析。浙中沿海各站潮差總體上由東向西逐漸呈增大趨勢，東側海島站(披山島、東磯島、大陳島)潮差較小，西側灣內及江口(鍵跳、海門、坎門、打水灣)潮差較大。如披山島、坎門、打水灣三站相比，東側海島站披山島站潮差(最大潮差、最小潮差、平均潮差)最小，坎門站次之，西側的打水灣站最大；大陳島、松門、瑯磯山三站相比也有類似特征。就浙中沿海各站而言，以大目涂站潮差最小(3.01 m)，打水灣站潮差最大(4.86 m)，二者差值為1.85 m。

與潮差的分布相關，浙中沿海最高潮位、平均高潮位的橫向分布也是由東向西逐漸增大，海島站潮位較小，西側灣內及江口潮位較大；而最低潮位、平均低潮位則由東向西逐漸減小，海島站潮位較大，西側灣內及江口潮位較小。同樣以披山島、坎門、打水灣一線為例，披山島最高潮位為3.01 m，坎門站為3.22 m，打水灣站則為3.75 m；而最低潮位、平均低潮位的變化特征與此相反?？傮w上看，浙中沿海各站東西跨度較小，其各站潮位差值與北部長江口、杭州灣及浙南沿海甌江、飛云江口各站差值相比偏小。從浙中沿海平均潮位也可看出，最高平均潮位0.20 m，最低0.17 m，差值僅0.03 m。

從表2中平均漲、落潮歷時統(tǒng)計可以看出，總體上除北部的大目涂站、椒江口門的海門站平均落潮歷時明顯大于平均漲潮歷時外，其他各站平均漲、落潮歷時較為接近，差值最大為21 min(打水灣站)，反映了該區(qū)域整個潮汐變化過程半日潮特征較為規(guī)則。

(4)浙南沿海各站實測潮位特征值分析。從表2可見，從外海站(南麂島、洞頭)至沿岸站(琵琶門、霞關)，潮差逐漸增大，至江道站(龍灣、瑞安)進一步增大。以平均潮差為例，南麂島、洞頭站為4.03～4.17 m，霞關、琵琶門站增大至4.31～4.54 m，至龍灣、瑞安站達4.48～4.71 m；其中最大潮差出現在琵琶門站，達7.09 m。

與潮差相關，最高潮位、平均高潮位從(南麂島、洞頭)至沿岸站(琵琶門、霞關)，潮差逐漸增大，至江道站(龍灣、瑞安)進一步增大。以平均高潮位為例，南麂島、洞頭站為2.19～2.29 m，霞關、琵琶門站增大至2.36～2.48 m，至龍灣、瑞安站達2.55～2.63 m。最低潮位、平均低潮位的變化規(guī)律與此相反，而平均潮位的變化規(guī)律與之類似。

從表2中平均漲、落潮歷時統(tǒng)計可知，南麂島、洞頭及霞關三站平均漲、落潮歷時較為接近，而琵琶門、龍灣、瑞安三站則表現為平均落潮歷時長于平均漲潮歷時的特征，歷時差介于28 min～2 h24 min。

3 結 語

基于浙江沿海及長江口31個測站，觀測時間為2014-01-01T00:00:00/01-15T23:00:00的同步潮位數據，對該區(qū)域潮汐規(guī)律、漲落潮歷時和潮位變化進行了分析。分析表明，浙江沿海各站潮汐變化呈現明顯的半日潮特征。①河口區(qū)落潮歷時大于漲潮歷時，且由河口口門向上游，落潮歷時、最高和平均高潮位逐漸增大，漲潮歷時、最低和平均低潮位趨勢相反。②近岸淺海區(qū)因南北位置不同，潮汐特征變化相差較大。對于漲落潮歷時，長江口至大目涂站，浙南南麂島、琵琶門和霞關站落潮歷時大于漲潮歷時；浙中東磯島和大陳島站漲落潮歷時基本相等；浙南松門、披山島、坎門、洞頭站漲潮歷時略長于落潮歷時。潮差、最高潮位和平均高潮由長江口往南到霞關逐漸增大，最低和平均低潮位則相反。

針對浙江省沿海及長江口潮位數據進行分析比較，未考慮海平面上升對各潮位站潮位數據的影響。文獻[11]和[12]中給出了不同的海平面上升模型，結合這些模型，可對各潮位數據進行長期的趨勢分析。

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Comparative analysis of synchronous tidal data from Zhejiang coast and Yangtze River estuary

TANG Dongyue, ZHANG Shenyang, HE Wenliang

(ZhejiangSurveyingInstituteofEstuaryandCoast,Hangzhou310008,China)

The comparative analyses of the synchronous tidal data obtained from 31 tidal level stations located at the Zhejiang coast and the Yangtze River estuary show that there is a good consistency and obvious regulation of the tidal variation in this area. The spring and neap tides both occur once in a half a month tidal cycle, and the high and low tides occur twice in a lunar day, so the tidal variation process presents the semidiurnal tidal characteristics. In the estuary, the ebb tide duration is longer than the flood tide one, and the ebb tide duration becomes longer from the estuary to the upstream. In the nearshore shallow water from the Yangtze River estuary to the Damutu tidal level station located at the middle coast of Zhejiang Province, the ebb tide duration is also longer than the flood tide one. The flood and ebb tide durations are almost equal at the stations of Dongji and Dachen islands of the Zhejiang coast. Along the south coast of Zhejiang Province, the flood tide duration of Songmen, Pishan island, Kanmen and Dongtou stations is a little longer than the ebb tide one, but it shows an opposite characteristic of Nanji island, Pipamen and Xiaguan stations. In the nearshore shallow water from the Yangtze River estuary down to Xiaguan, there is a trend that the tidal range distribution gradually increases from the north to the south. In the estuary, the maximum and mean high tidal levels become larger from the estuary to the upstream. And the maximum and average tidal levels become larger from the north to the south; however, the distribution characteristics of the minimum and mean low tidal levels are opposite in the nearshore shallow water zone.

tidal level； tidal range； flood and ebb durations； Zhejiang coast； Yangtze River estuary

10.16198/j.cnki.1009-640X.2017.02.013

2016-03-09

國家自然科學基金資助項目(51109188)；浙江省科技條件專項(2060503)；浙江省科技計劃項目(2016F10012，2017F10008)；浙江省水利科技計劃項目(RC1605)

唐東躍(1985—)，男，安徽樅陽人，碩士研究生，主要從事海洋測繪研究。E-mail：tangdy121@163.com

P731.23

A

1009-640X(2017)02-0100-07

唐東躍， 張沈陽， 何文亮. 浙江沿海及長江口同步潮位數據比較分析[J]. 水利水運工程學報, 2017(2): 100-106. (TANG Dongyue, ZHANG Shenyang, HE Wenliang. Comparative analysis of synchronous tidal data from Zhejiang coast and Yangtze River estuary[J]. Hydro-Science and Engineering, 2017(2): 100-106. (in Chinese))