感潮河段单站等时距水位非线性优化预报模型

目前感潮河段水位预报模型基于当前站水位、上游径流水位和下游海洋潮位数据进行预报,导致预见期受上游来流时间制约、上下游站数据缺失情况下无法进行预报、数据采集成本高等问题。文章假设感潮河段水位由径流因素和潮汐因素共同线性作用,基于单站等时距水位数据,建立了包含一个径流动力修正系数和若干个潮汐调和分潮系数的非线性优化预报模型,并结合曲线拟合最小二乘法、潮汐调和分析法、梯度下降法,给出一个寻优的迭代算法,对模型参数进行优化辨识。模型应用于长江感潮河段部分观测站,水位预报精度较好,具有可行性和实用价值。     

基于高低潮的优化保形调和分析模型(OCTHM)及算法

通常利用Foreman的高低潮潮汐预报模型,对只有高低潮实测数据的海洋水文站位进行潮汐预报,但在某些组合分潮情况下,在高低潮间会产生抖动现象,这种现象增加了不应有的虚假高低潮,给高低潮时和潮位的预报以及天文潮的整体预报精度造成很大影响。基于定点天文潮曲线变化具有的特性(高、低潮位处一阶导数为零且具有凸、凹性),在只有高低潮数据情况下,给出了建立分段四次多项式插值的优化保形潮汐调和分析模型(OCTHM)的一般方法。利用此模型思想方法,根据江苏省连云港站、上海高桥站的实测高低潮数据,建立了相应站位的优化保形潮汐调和分析预报模型。对有关预报结果进行分析对比,表明OCTHM模型克服了Foreman预报模型的抖动现象,具有其所不具有的保形性,可以较为准确地预报出高低潮时和潮位。     

舟山群岛海域潮波传播变形和不对称性探讨

舟山海域属于多岛屿海域,潮波受岛屿地形条件影响复杂。根据舟山海域4个潮位站2017年一个月实测逐时潮位以及7个临时测站的大潮、小潮短期逐时潮位资料,采用调和分析及偏度指标计算法,确定了舟山本岛至穿山半岛之间海域的分潮特征及潮汐不对称变化;通过分析浅水潮波方程中的各非线性项,确定了舟山海域浅水分潮产生的主要动力机制;评估了不同频率分潮组合产生的潮汐不对称性贡献值。研究表明,潮波方程中非线性摩擦项是舟山群岛海域浅水分潮变化和潮波变形的主要动力来源;明确了该海域潮汐以M_2和S_2天文半日潮主导,浅水分潮以M_4、MS_4分潮为主但潮幅较小,潮波传播过程中耗散潮波能量同时,潮能存在由低频分潮向高频分潮转移,呈现低频天文分潮潮幅沿程减小,高频浅水分潮潮幅增加;潮汐不对称性表现为涨潮占优,大潮期不对称性较小潮期明显,天文半日分潮M_2、S_2与浅水分潮MS_4、M_4组合是潮汐不对称性的最大贡献者。     

余水位及潮汐差分方法

从潮汐调和分析的原理出发,由精度分析入手,论证了潮汐调和分析参数取值的限度问题,指出在保证不损失精度的前提下,取13个参变量为最佳取值。据潮汐调和分析预报原理和余水位的概念,利用观测和预报的相关关系,总结了潮汐预报的四大特点,详细论证和阐述了余水位7种特性,并利用实际算例,证明了这7种特性的存在,在此基础上提出了相关潮位站潮汐差分的思想,以实例验证了潮汐差分的可行性,给出了潮汐差分数学模型和潮汐差分方法以及潮汐差分的用途,利用余水位的特性准确地进行潮位反演和提高了短期预报潮位的精度。     

马来西亚达道河口潮汐分析

根据实例潮位资料,对达道河口潮位进行潮汐调和计算分析和理论最低潮位计算,得出该河口地区潮汐特征.     

潮位推算技术在盘锦长航道水深测量中的应用

针对盘锦长航道水深测量中的潮位控制问题，通过对潮汐理论进行研究，根据盘锦航道具体情况，采用基于潮汐调和分析的潮位推算技术，建立潮位推算模型，对海上长距离航道进行潮位控制。通过海上定点实测潮位、推算潮位数据比对及不同时间段航道沿线水下地形测量数据比对得出，2种方法得到的数据资料均满足相关规范要求，充分表明基于潮汐调和分析的潮位推算技术准确可靠，能够满足水深测量精度需要，可以在同类型的长航道水深测量中应用。     

基于牛顿迭代法的潮汐模型高低潮时计算方法*

在由调和分析方法建立了潮汐潮位预报模型后,利用牛顿迭代法给出了一种快速求解潮汐潮位预报模型的高低潮时方法.利用连云港的潮汐潮位预报模型,分别通过不同的求解高低潮时的方法,对潮汐高低潮时进行了预报.计算结果表明,在满足同等精度条件下,求解高低潮时的牛顿迭代法具有计算量小、收敛速度快等优势.     

亚航QZ8501搜救航路GPS高程数据研究

文章针对"南海救101"轮前往爪哇海QZ8501失事区域一段330 km航路上记录的GPS数据,进行粗差剔除和小波去噪,得到平滑的GPS高程数据。根据DTU10全球海洋潮汐模型的主要分潮,预报了航路上4个站位的潮位数据,按照时间最近、距离最小的原则得到了船舶航路上的潮位。按照航路的地理坐标,提取出了DTU10全球平均海平面模型的数据。将平滑的GPS高程数据与DTU10模型数据进行比较分析,得到了推算潮位,并将推算潮位与预报潮位进行了比较分析,两者的平均差值为-0.11 m,可以满足远海水深小于200 m的区域的潮位改正需求。     

不同期验潮数据用于余水位差分水位推算的可行性分析

利用中短期验潮资料调和分析获得11个主要分潮的调和常数实现水位推算的方法,已在海洋测绘、疏浚工程测量等领域得到推广。但不进行全部站点的同步验潮测量,仅收集不同期历史验潮数据进行分析,获得的潮汐调和常数难以满足水深测量水位改正的精度要求。提出2种调和常数优化方法,通过增强不同期验潮数据调和常数的相关性,提高水位推算的精度,并以实例验证不同期验潮数据用于余水位差分水位推算的可行性。     

广西沿海潮汐特征分析

利用最新潮汐模型FES2014提取广西沿海K_1、O_1、M_2和S_2等4个主要分潮调和常数,计算潮汐类型,并绘制广西沿海潮波图及潮汐类型分布图。结果表明:广西沿海潮波传播方向为西南向东北方向;潮汐类型以正规日潮为主;北部湾东北部为不正规日潮混合潮。根据北海、防城港、龙门港及钦州航道等4个重要验潮站的实测数据,采用最小二乘原理的调和分析方法得到4个验潮站的调和常数。根据调和常数计算潮汐特征值,结果表明4个验潮站潮汐类型均为正规日潮,这与模型分析结果是一致的。利用北海长期验潮站分析得到北海站设计高水位约为470 cm,设计低水位约为110 cm。通过潮波图与水下地形分布图的比较,表明广西沿海潮汐的形成与水下地形分布密切相关。     

浙江沿海特征潮位与工程设计水位关系

针对岛屿地区长期潮位资料缺乏,给工程设计水位确定带来一定困难的问题,利用浙江沿海16个潮位站一年的潮位资料,推算本海域各站特征潮位及设计水位,并采用线性相关分析法对特征潮位与设计水位间关系进行研究,得到两者间规律性的成果,可为浙江沿海港口工程前期规划、设计等阶段估算工程设计水位提供参考。     

基于短期验潮资料的新建港区设计潮位确定方法*

在沿海港口工程中,确定设计潮位是一项重要的基础工作。对于新建港区,往往只有短期验潮资料,需要借助附近主港的长期验潮资料,采用短期同步差比法和相关分析法计算设计高、低水位,采用相关分析法和K值法计算极端高、低水位。研究判断潮汐性质相似性的定量指标以及基于多个计算结果的设计潮位确定方法。该方法应用于皮口港区总体规划中,为新建港区设计潮位的确定提供了参考。     

河口挡潮闸闸下低潮缺失水位修正方法

河口挡潮闸闸下低潮水位资料周期性缺失可能导致闸下潮汐调和分析结果出现偏差,从而直接影响到闸下水位过程的预报精度。针对这一问题,提出了一种闸下低潮缺失水位的修正方法,利用潮汐过程曲线的对称性对低潮缺失水位资料进行初步修正,然后根据调和分析自报结果对修正数据进行迭代更新,直至潮汐调和常数不再变化。验证结果表明,该方法可有效提高闸下水位过程的自报精度,其成果在2014年宁波高背浦闸闸下测站的潮汐预报中得到了良好应用。     

利用高低潮推算乘潮水位的方法

提出一种仅利用高低潮数据计算乘潮水位的新方法.以潮汐表中我国不同潮汐类型站点的高、低潮数据和逐时潮位数据为基础,采用按规范方法计算的结果对新方法的结果进行验证,从多角度分析计算误差.结果表明,新方法的计算结果误差多在10 cm以内,径流和浅水分潮影响明显区域的最大误差在20 cm左右,结果精度能够满足工程需求.此方法含...     

基于潮波数值模拟技术的潮位推算及其精度验证

基于潮波数值模拟技术的潮位推算算法可以推算测区内任一区域的潮位,减少临时验潮站,尤其是海上定点验潮站的布设,避免潮位改正模型的误差。文章利用实测潮位资料对基于数值模拟技术的推算潮位进行了验证,取得了较好的结果。     

基于余水位的潮位实时推算系统

为了有效控制附近海域潮位,保证通航安全和合理有效地利用水深资源,详述了余水位的基本原理和潮汐差分方法,提出了基于此理论的验潮方案和潮位推算算法,并开发了一个潮位实时推算系统.系统采用多线程、串口通信等技术,与GPS接收机、潮位遥报仪、电脑主机等硬件进行实时通讯,获取定位信息和遥报潮位等数据,利用差分潮位推算施工船舶所在...     

大连太平湾海域潮位特征分析

根据太平湾海域实测潮位资料,对该海域的潮汐性质、潮位特征值、理论最低潮面、平均海平面、设计高水位、设计低水位等进行了分析计算。结果表明:太平湾海区的潮汐属不正规半日混合潮性质,日潮不等现象明显;平均海平面在国家85基面下0.05 m,理论最低潮面在国家85基面下1.70 m;设计高水位1.62 m,设计低水位-1.36 m(国家85基面)。