黄浦江潮汐调和分析与预报

对黄浦江A、B、C等3个站2018年实测潮位调和分析,根据计算结果分析黄浦江潮汐类型;分别对3个站30 d、90 d、180 d、1 a的潮汐资数据行调和分析,分析不同资料长度对调和常数的影响;根据2018年资料分析所得调和常数进行潮汐预报,计算自报余差的均方差,分析预报精度.结果表明:(1)黄浦江测站的潮汐和潮波变形...     

基于LSTM神经网络的潮位预报及分析

因潮位预报受风、浪、流等环境因素影响,传统的潮汐调和分析预报方法不能很好地预报潮位时间序列的复合特征,提出一种基于长短期记忆（Long Short Term Memory,LSTM）神经网络的潮位预报方法,并分别对TPXO 9全球潮汐模型模拟潮位的2021年6月逐分钟潮位数据、4个不同潮汐类型验潮站（日照、鲅鱼圈、三亚、北海）的2010年逐时实测数据进行训练、预报及精度验证。利用上述试验确认LSTM模型中隐藏神经元数目、初始学习率、迭代训练次数等网络层参数的最优选择分别为90、0.001、200。对4个验潮站进行潮位预报,结果表明：当训练数据量设置为数据样本总量的30%时,即可得到精度较高的预报结果,精度约为3～5 cm。采用LSTM神经网络方法进行潮位预报是有效且可靠的。     

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。     

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。     

基于神经网络的港口潮汐预报

分析调和分析法潮汐预报的局限性和神经网络技术用于潮汐预报的可行性,设计潮汐预报的神经网络模型,用验潮站二十多年的潮汐记录作为样本进行网络学习和预报,验证神经网络用于潮汐预报和提高预报精度的可行性.     

开边界优化反演方法在渤海湾潮汐模型中的应用

开边界条件的确定是海域潮汐模型验证的主要难点之一。采用数据驱动模型和海域潮汐模型有机结合的开边界条件反演新方法,耦合反演渤海湾海域潮汐模型开边界条件,以实现潮波的精确数值模拟。数值模拟的M2,S2,K1调和常数与实测值的最大误差绝对值：K1振幅为4.37 cm,K1迟角为6.7°。数值结果验证了该方法对不同海域不同模型的工程适用性。     

六横岛液化天然气（LNG）码头前沿潮流特征分析

采用潮流调和分析方法对 2020年8月6日到2020年8月21日六横岛拟建LNG码头海域3个连续站的表、中、底海流数据进行调和分析,得到3个站点的O1、K1、M2、S2、M4、MS4 共6个分潮的调和常数,并绘制了各层各分潮的潮流椭圆。结果表明：1）观测海域表层涨潮平均流速在33~58 cm/s,落潮平均流速在27~48 cm/s,流速方向大致集中在WNW~ESE向。2）该海域潮流为往复流,潮流性质以正规半日潮为主,且M2分潮占绝对优势。3）观测期间表层余流流速在8~17 cm/s,中层余流流速在8~21 cm/s,底层余流流速在7~20 cm/s,方向为WNW向。4）最大可能流速出现在落潮期间,表层可以达到149 cm/s、中层可达120 cm/s、底层可达93 cm/s。     

潮汐调和分析的一种模式

本文给出一种潮汐调和分析的新方法.其基本想法就是从理论上已知的天文分潮中,优选出40～60个分潮,作为进一步分析和预报的基础.试算证明这种方法稳定可靠.简便实用.特别适合于新设立的验潮站的分析和推算.     

近50年东江三角洲潮汐运动的变化研究

基于东江三角洲的5个水文观测站和东江下游的博罗流量观测站数据,分析近50 a来东江三角洲潮汐运动特征的变化。水文统计学方法表明上游石龙站点的水位和潮差变化程度远大于下游的大盛和泗盛围站点,且石龙站点低低潮曾发生于小潮,后发生于大潮时期,这一变化与潮汐分潮振幅变化相关。T_Tide调和分析得出的分潮振幅结果显示,各站点的振幅变化与水位和潮差变化相关,尤其石龙站点的半月分潮和半日分潮大小的转换能够说明低低潮发生时间的变化。此外计算出的地形指标变化,表明石龙站点因人类活动所导致的河床下切所引起的潮动力变化,对以上变化起到不同程度的影响作用。     

杭州湾潮汐不对称数值模拟研究

本文利用ROMS三维模式模拟了长江口及浙江沿岸水域的潮汐状况,在与实测数据进行验证表明模拟结果可行的基础上,分析了四个主要分潮的传播特性,并着重分析了杭州湾内部的潮汐不对称特性及其可能成因,以及M_4倍潮对该不对称性的影响。本文选取杭州湾内部南、中、北不同位置的10个站点,统计对比了这些站点处大、小潮期间的涨落潮平均潮高、历时和流速,发现该处潮汐具有明显不对称性,主要表现为:高潮的日不等性大于低潮,尤其是大潮期间;涨潮历时小于落潮历时,且这种差异在北岸更明显;涨落潮流速则与空间位置有关,北岸涨潮流速大于落潮流速,涨潮流占优势,南岸则正好相反,中间海域两者较为接近。这样的不对称表现主要是由潮波运动过程中与地形相互作用形成的非线性过程引起的,如M_4倍潮的产生。研究还发现,M_4倍潮的产生使该处涨潮历时减少,落潮历时增加。     

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。     

余水位潮汐差分改正原理与应用探讨

详细阐述了余水位潮汐差分改正原理,论证了应用该方法可以减少海道测量中水位站的布设数量。通过利用精确的潮汐模型描述天文潮变化,设立水位站监控余水位变化,相当于增大了水位站的监控范围,从而减少实际测量作业中水位站的布设数量。文章给出了多站余水位差分的内插计算公式,并给出了基本的多基站数学表达模型,对潮汐分析计算具有重要的作用。在潮波传播较为复杂的渤海湾东部海区进行了实验,结果表明单站水位改正精度仍可在10 cm以内,并且通过误差分析,说明了该方法还可继续提高改正精度,具有较好的应用前景。     

日高潮不等海域乘潮水位的计算方法比较

依据我国近岸4个代表性站点的潮汐表逐时数据,分别选取所有高潮（方法1）和每日一个高潮（方法2）计算不同保证率的乘潮水位,分析两种方法对工程的影响。结果表明：方法2使乘潮水位抬高,节省工程费用,但可缩短高潮时的通航窗口期,增加船舶候潮时间,给项目运营带来不便。这种影响对正规半日潮不明显,对其余潮型明显,其中对不正规全日潮影响最大。在不正规半日潮和日潮港区的工程应用中,可根据工程投资和来船频率,对两种方法充分论证后,综合选取合适的乘潮水位,既能满足工程应用又能节省工程费用。     

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。     

船舶乘潮过浅模拟研究

为充分、合理地利用长江口自然潮位乘潮通航的潜力,为加强该水域航运的安全和计划管理,本文就其乘潮航道通过能力的模拟计算作一探讨.作者首先简略地介绍了长江口南水道的航道水文,然后以高低潮位法和调和常数法进行通航时间的模拟计算和多浅段共通乘潮时间的求解,最后根据1986年的潮汐实测资料,采用高低潮位法计算由长江口进口到鸭窝沙航段上端的每潮可通过量,并汇编列表.本研究对其他河口港的乘湖过浅也有一定的参考价值.     

调和常数法加密潮位及其精度分析

为满足疏浚施工对实时潮位连续性的要求,研究使用调和常数和余水位法将潮位数据由十分钟一次加密到一分钟一次,以连云港徐圩长期潮位站的实测潮位数据为依据,分别通过十分钟间隔和三十分钟间隔余水位来计算加密水位,并给出了实测潮位与加密潮位的比对分析结果,结果表明,十分钟间隔余水位计算的加密潮位与实测潮位均偏差约3cm,30min间隔余水位计算的加密潮位与实测潮位均偏差约6cm。     

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。     

在船上进行潮流数值预报的技术研究

采用二维非线性潮流数值模型计算了黄、渤海7000余计算点M2、S2、K1、O1、M4和MS4准调和分潮的17余万个潮流调和常数，依此研制开发了黄、渤海二维潮流数值预报软件，可以在船上即时预报黄、渤海任意点任意时刻的潮流。实验结果表明，潮流数值预报的精度较高，达到了实用的程度，可以较好地为航行船舶服务，保障船舶航行安全。     

长江口深水航道C1吹泥站水文特征分析

基于长江口深水航道C1吹泥站共计2个定点的流速、流向大潮同步变化过程资料,对C1吹泥站区域水文特征进行了分析,为相关研究工作提供必要的基础数据支撑,结果表明:(1)长江口深水航道C1吹泥站水域潮汐类型属于不规则半日潮,日潮不等现场较为显著;(2)测验期间落潮流历时长于涨潮流;(3)涨、落急流速时刻提前于高、低平潮时刻,涨、落憩流时刻滞后于高、低平潮时刻;(4)A、B测点涨、落急流速基本相当,涨、落急流向基本相同;(5)A、B测站涨潮平均流速略小于落潮平均流速;(6)测区内各测点涨急、落急流速整体表现为由表至底渐次减小,且垂向上遵循对数分布规律;(7)测区的落潮潮量明显大于涨潮潮量,就物质输运角度而言,呈落潮优势。     

青草沙水库工程1：5000局部河势水下地形测量

随着GPS技术的飞跃发展,水下地形测量方法取得了很大的进步。应用GPSRTK技术不但可以进行平面位置的精确定位,也可用来进行水面高程的实时确定。这种新方法采用GPS的RTK工作模式,在事前准确设定基准站的平面和高程坐标,进入差分工作状态后,流动站GPS可测得其天线几何中心的基准高程h1,再减去GPS天线到水面的高度h2,即可反算出水面基准高程。水面基准高程减去测深仪测得的水深h3,就可得到水底点的基准高程,故水底点基准高程可表示为：h=h1一h2一h3。采用这种方法确定的水位基准高程精度较高,并较好的消除了波浪、潮汐、水位落差等因素对水底高程的影响,大大提高了工作效率。数字测深仪与GPSRTK完美结合,能自动导航,可按距离或时间间隔自动采点,只要将GPS天线高量至水面,测深仪吃水深度改正后,便可高精度、实时、高效地测定水下地形点的三维坐标,而无须验潮改正,用专业成图软件直接成图,提高了生产效率,更提高了成图精度。