浙江沿海及长江口同步潮位数据比较分析

唐东跃，张沈阳，何文亮

(浙江省河海测绘院，浙江杭州 310008)

浙江沿海及长江口同步潮位数据比较分析

唐东跃，张沈阳，何文亮

(浙江省河海测绘院，浙江杭州 310008)

通过对浙江沿海及长江口31个潮位站同步潮位数据分析比较可知，浙江沿海各站的潮汐变化有着较好的一致性和明显的规律，即在半个月的潮汐周期中出现1次大潮和1次小潮，而在1个太阴日中，出现2次高潮和低潮，潮汐变化过程呈现出半日潮特征。在河口区，落潮历时长于涨潮历时，且由河口口门向上游历时差逐渐增大；在近岸浅海区，长江口至浙中沿海的大目涂站，表现为落潮历时长于涨潮历时；向南至浙中沿海的东矶岛、大陈岛站涨落潮历时基本相等；总的来说浙南沿海松门、披山岛、坎门、洞头站涨潮历时略长于落潮历时；而南麂岛、琵琶门和霞关站又以落潮历时略长于涨潮历时为特点。在近岸浅海区，潮差分布从长江口往南到霞关总的趋势由北向南增大。在河口区，最高潮位和平均高潮位由河口向上游逐渐增大；在近岸浅海区，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则恰好相反。

潮位； 潮差； 涨落潮历时； 浙江沿海； 长江口

潮汐是月球、太阳等天体对地球各处引力不同所引起的海水运动，也是一种长周期波动现象。它在竖直方向上表现为潮位的升降，在水平方向上表现为潮位的涨落。潮汐对海洋工程的影响及海岸线的塑造时刻进行，因此对潮汐数据进行同步比较分析意义显著[1-2]。

长江口是中国最大的河口，属于中等强度的潮汐河口。该地区的潮汐运动对杭州湾的涨落潮有较大影响[3-4]。钱塘江河口和杭州湾是世界著名的强潮河口，海域来沙丰富[5-6]。为了动态掌握浙江沿海海洋动力变化规律，在浙江沿海及长江口布设潮位站31处。本文根据北自长江口徐六泾到浙江最南边的霞关临时潮位站，以及沿岸的长期潮位站，共31个潮位站, 观测时间为2014-01-01T00:00:00/01-15T23:00:00的同步潮位数据，对涨落潮历时和高低潮位变化进行分析。

1 潮位站位置

分析区共布置31个潮位观测站。其中，在杭州湾大桥南岸、海黄山、大陈岛、松门、东矶岛、泽山岛、披山岛、打水湾、坎门、琵琶门、南麂岛、琅矶山、霞关设置临时潮位站，进行连续同期半个月潮位观测；同时抄录徐六泾、鸡骨礁、吴淞、芦潮港、金山、乍浦、澉浦、镇海、定海、岱山、小洋山、绿华山、大目涂、健跳、海门、龙湾、瑞安、洞头长期站同期半个月的潮位资料。

为便于比较分析，潮位站划为4块海域，分别为长江口、浙北沿海、浙中沿海、浙南沿海，各海域及潮位站位置见表1和图1。

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

图1 潮位站布设Fig.1 Layout of tide stations

2 潮位数据

2.1 潮高基准面的确定

各潮位站的观测、抄录潮高均统一至1985国家高程基准(85二期，下称85高程)。同时，在泽山岛、东矶岛、大陈岛、披山岛、南麂岛等布设了5个临时潮位站。由于目前大陆水准尚难引测至这些岛，故此5站潮高基准面的确立，宜均按国家标准《海道测量规范》[7]或《水运工程测量规范》[8]中的“海面同步改正法”或“同步观测法”予以确定。具体来说，5个海岛临时潮位站与洞头长期潮位站同步观测15 d，潮高基面都由洞头站潮高推算，即该5个海岛临时潮位站平均海平面和洞头站同期平均海平面一致。

2.2 实测潮汐变化

由潮位过程曲线(见图2)可知，浙江沿海各站的潮汐变化有着较好的一致性和明显的规律，即在半个月的潮汐周期中出现1次大潮和1次小潮，而在1个太阴日当中，出现2次高潮和2次低潮，潮汐变化过程呈现出半日潮特征。

图2 1个太阴日潮汐变化Fig.2 Tidal variation in a lunar day

2.3 实测潮位特征值的统计与分析

2.3.1 实测潮位特征值统计 各站的实测潮位特征值见表2。

表2 各站同步实测潮汐特征值统计Tab.2 Statistics of synchronously measured tidal characteristic values of 31 stations

2.3.2 实测潮位特征值分析 大洋潮波沿着大陆架进入浅海后，由于水深、地形的不断变化，又受到径流的作用，其形态及结构必然产生很大变化。根据各潮位站所处地貌单元及潮波结构与形态的不同，大致可分为2个水域：①近岸浅海区，即鸡骨礁、绿华山、小洋山、岱山、定海、大目涂、东矶岛、大陈岛、松门、披山岛、坎门、洞头、南麂岛、琵琶门和霞关站；②河口区，即长江口(吴淞、徐六泾站)、杭州湾(芦潮港、金山、乍浦、澉浦、镇海、海黄山站、杭州湾大桥潮位站)、三门湾(泽山岛、健跳站)、乐清湾(打水湾站)、瓯江(龙湾站)、飞云江(瑞安站)。下面分别对各个水域实测潮汐特征加以分析。

(1) 涨、落潮历时。涨、落潮历时的长短，既可反映潮汐变化的某些特性，也可作为地形或径流对潮波影响的一项标志。从表2中平均涨、落潮历时两栏可以看出：在近岸浅海区，长江口至浙中沿海的大目涂站，表现为落潮历时长于涨潮历时。如观测期间的平均涨潮历时为5 h 47 min～5 h 58 min，而平均落潮历时为6 h 28 min～6 h 39 min，两者相差30～52 min；向南至浙中沿海的东矶岛、大陈岛站涨、落潮历时基本相等，如月平均涨潮历时为6 h 12 min～6 h 13 min、平均落潮历时为6 h14 min，两者仅相差1～2 min；总的来说浙南沿海松门、披山岛、坎门、洞头站涨潮历时略长于落潮历时，如平均涨潮历时为6 h14 min～ 6 h18 min，平均落潮历时则为6 h 8 min～6 h 11 min，平均涨潮历时长于落潮历时3～10 min；而南麂岛、琵琶门和霞关站又以落潮历时略长于涨潮历时为特征，如平均涨潮历时为5 h59 min～6 h11 min，而平均落潮历时则为6 h16 min～6 h27 min，落潮历时长于涨潮历时5～28 min。

在河口区，共同的规律是落潮历时长于涨潮历时，且由河口口门向上游，落潮历时差越来越长，以杭州湾为例，湾口芦潮港站平均落潮历时长于平均涨潮历时1 h，至湾顶的澉浦站则达3 h5 min。

(2) 潮差。潮差是潮汐强弱的重要标志之一。从表2可见：在近岸浅海区，潮差分布总的趋势由北向南增大。如长江口至浙中沿海的大目涂站平均潮差为2.19～3.01 m，向南至浙中沿海的东矶岛、大陈岛、浙南沿海的松门、披山岛一线增大至3.50～3.88 m，向南至洞头、南麂岛、琵琶门和霞关站则增至4.03～4.54 m，足见浙南沿海的强潮特征。这和陈倩等[9-10]的研究成果一致。

在河口区，潮差分布总的趋势由河口向上游逐渐增大。湾口芦潮港站平均潮差为3.48 m，沿北岸向西经金山、乍浦至澉浦站，平均潮差分别为4.56，5.21和5.96 m。同样，最小潮差和最大潮差亦有相似的演变规律。

(3) 高、低潮位。在近岸浅海区，最高潮位和平均高潮位由北向南增大。如长江口至浙中沿海的大目涂站平均高潮位为1.18～1.72 m，向南至浙中沿海的东矶岛、大陈岛、浙南沿海的松门、披山岛一线增大至1.95～2.13 m，向南至洞头、南麂岛、琵琶门和霞关站则增至2.19～2.48 m。

在河口区，最高潮位和平均高潮位由河口向上游逐渐增大。湾口芦潮港站平均高潮位为1.89 m，沿北岸向西经金山、乍浦至澉浦站，平均高潮位分别为2.41，2.77和3.28 m。

最低潮位和平均低潮位的分布特征则恰好相反，在近岸浅海区由北向南逐渐降低。如长江口至浙中沿海的大目涂站平均低潮位为1.39～0.97 m，向南至浙中沿海的东矶岛、大陈岛、浙南沿海的松门、披山岛一线降至1.76～1.56 m，向南至洞头、南麂岛、琵琶门和霞关站则降至2.09～1.85 m。

在河口区，最低潮位和平均低潮位亦由河口向上游逐渐降低。以杭州湾为例，湾口芦潮港站平均低潮位为1.63 m，沿北岸向西经金山、乍浦至澉浦站，平均低潮位分别降低2.16，2.42和2.68 m。

2.3.3 区域潮位特征值分析 将31个测站按其所在位置分成几个区域或水域(见表1)，对其区域潮位特征分别进行分析。

(1)长江口各站实测潮位特征值分析。由表2所列的各项潮位特征值，可知如下规律：①从外海鸡骨礁站往西北经长江口吴淞(高桥)站至长江内徐六泾站，潮差(最大、平均潮差)呈逐渐减小趋势。②最高潮位与平均高潮位，以鸡骨礁最大，经长江口吴淞(高桥)站减小，至长江内徐六泾则又增大。而最低潮位和平均低潮位则表现为逐渐增大的特征。地势抬升对潮位的影响非常明显，从平均潮位特征栏也可看出，鸡骨礁站平均潮位0.17 m，吴淞站0.23 m，徐六泾0.41 m。③三站明显表现为平均落潮历时长于平均涨潮历时，且受长江径流影响，由长江口外海至长江口内呈现落潮历时越来越长的特征，如鸡骨礁站平均落潮时间长于平均涨潮时间45 min，吴淞(高桥)站为3 h，徐六泾站则为3 h21 min。

(2) 浙北沿海及杭州湾各站实测潮位特征值分析。从表2可见，浙北沿海及杭州湾湾口，潮差(含最大、最小和平均潮差)由南向北逐渐增大。如南部的镇海、定海和岱山，最大潮差3.77～3.97 m，向北经小洋山增至4.69 m，至北岸的芦潮港达5.13 m；在杭州湾至钱塘江河口一带，潮差由杭州湾口向湾顶逐渐增大，如杭州湾口北岸芦潮港最大潮差为5.13 m，沿北岸向西经金山、乍浦至湾顶澉浦站，最大潮差分别为6.25, 7.07和7.92 m；而南岸镇海—海皇山一线变化特征也是如此。

与潮差相关联，浙北沿海及杭州湾湾口，最高潮位和平均高潮位由南向北逐渐递增，如南部各站(镇海、定海、岱山)最高潮位1.96～2.14 m，向北经小洋山至芦潮港分别增至2.54和2.80 m；而最低潮位和平均低潮位则由南向北逐渐递减，如南部各站最低潮位-1.90～-1.77 m，小洋山为2.19 m，芦潮港为-2.34 m。在杭州湾至钱塘江河口一带，受地势抬升影响，最高潮位和平均高潮位由杭州湾口向钱塘江河口递增，如芦潮港与上游乍浦相比，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则由湾口向湾顶逐渐降低，同样以芦潮港与乍浦为例，最低潮位降低了1.06 m。

(3)浙中沿海各站实测潮位特征值分析。浙中沿海各站潮差总体上由东向西逐渐呈增大趋势，东侧海岛站(披山岛、东矶岛、大陈岛)潮差较小，西侧湾内及江口(键跳、海门、坎门、打水湾)潮差较大。如披山岛、坎门、打水湾三站相比，东侧海岛站披山岛站潮差(最大潮差、最小潮差、平均潮差)最小，坎门站次之，西侧的打水湾站最大；大陈岛、松门、琅矶山三站相比也有类似特征。就浙中沿海各站而言，以大目涂站潮差最小(3.01 m)，打水湾站潮差最大(4.86 m)，二者差值为1.85 m。

与潮差的分布相关，浙中沿海最高潮位、平均高潮位的横向分布也是由东向西逐渐增大，海岛站潮位较小，西侧湾内及江口潮位较大；而最低潮位、平均低潮位则由东向西逐渐减小，海岛站潮位较大，西侧湾内及江口潮位较小。同样以披山岛、坎门、打水湾一线为例，披山岛最高潮位为3.01 m，坎门站为3.22 m，打水湾站则为3.75 m；而最低潮位、平均低潮位的变化特征与此相反。总体上看，浙中沿海各站东西跨度较小，其各站潮位差值与北部长江口、杭州湾及浙南沿海瓯江、飞云江口各站差值相比偏小。从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，差值仅0.03 m。

从表2中平均涨、落潮历时统计可以看出，总体上除北部的大目涂站、椒江口门的海门站平均落潮历时明显大于平均涨潮历时外，其他各站平均涨、落潮历时较为接近，差值最大为21 min(打水湾站)，反映了该区域整个潮汐变化过程半日潮特征较为规则。

(4)浙南沿海各站实测潮位特征值分析。从表2可见，从外海站(南麂岛、洞头)至沿岸站(琵琶门、霞关)，潮差逐渐增大，至江道站(龙湾、瑞安)进一步增大。以平均潮差为例，南麂岛、洞头站为4.03～4.17 m，霞关、琵琶门站增大至4.31～4.54 m，至龙湾、瑞安站达4.48～4.71 m；其中最大潮差出现在琵琶门站，达7.09 m。

与潮差相关，最高潮位、平均高潮位从(南麂岛、洞头)至沿岸站(琵琶门、霞关)，潮差逐渐增大，至江道站(龙湾、瑞安)进一步增大。以平均高潮位为例，南麂岛、洞头站为2.19～2.29 m，霞关、琵琶门站增大至2.36～2.48 m，至龙湾、瑞安站达2.55～2.63 m。最低潮位、平均低潮位的变化规律与此相反，而平均潮位的变化规律与之类似。

从表2中平均涨、落潮历时统计可知，南麂岛、洞头及霞关三站平均涨、落潮历时较为接近，而琵琶门、龙湾、瑞安三站则表现为平均落潮历时长于平均涨潮历时的特征，历时差介于28 min～2 h24 min。

3 结 语

基于浙江沿海及长江口31个测站，观测时间为2014-01-01T00:00:00/01-15T23:00:00的同步潮位数据，对该区域潮汐规律、涨落潮历时和潮位变化进行了分析。分析表明，浙江沿海各站潮汐变化呈现明显的半日潮特征。①河口区落潮历时大于涨潮历时，且由河口口门向上游，落潮历时、最高和平均高潮位逐渐增大，涨潮历时、最低和平均低潮位趋势相反。②近岸浅海区因南北位置不同，潮汐特征变化相差较大。对于涨落潮历时，长江口至大目涂站，浙南南麂岛、琵琶门和霞关站落潮历时大于涨潮历时；浙中东矶岛和大陈岛站涨落潮历时基本相等；浙南松门、披山岛、坎门、洞头站涨潮历时略长于落潮历时。潮差、最高潮位和平均高潮由长江口往南到霞关逐渐增大，最低和平均低潮位则相反。

针对浙江省沿海及长江口潮位数据进行分析比较，未考虑海平面上升对各潮位站潮位数据的影响。文献[11]和[12]中给出了不同的海平面上升模型，结合这些模型，可对各潮位数据进行长期的趋势分析。

[1]邱大洪. 工程水文学[M]. 北京： 人民交通出版社, 2000. (QIU Dahong. Engineering hydrology[M]. Beijing: China Communication Press, 2000. (in Chinese))

[2]董胜， 孔令双. 海洋工程环境概论[M]. 青岛： 中国海洋大学出版社， 2005. (DONG Sheng, KONG Lingshuang. An introduction to ocean engineering environment[M]. Qingdao: Ocean University of China Press, 2005. (in Chinese))

[3]杨正东, 朱建荣, 王彪, 等. 长江河口潮位站潮汐特征分析[J]. 华东师范大学学报(自然科学版)， 2012(3)： 111- 119. (YANG Zhengdong, ZHU Jianrong, WANG Biao, et al. Analysis of tidal characteristics of the tide gauges in the Changjiang estuary[J]. Journal of East China Normal University(Natural Science)，2012(3)： 111- 119. (in Chinese))

[4]王彪, 朱建荣, 李路. 长江河口涨落潮不对称性动力成因分析[J]. 海洋学报(中文版)， 2011, 33(3)： 19- 27. (WANG Biao, ZHU Jianrong, LI Lu. A study on the dynamics of the asymmetry between flood and ebb in the Changjiang estuary[J]. Acta Oceanologica Sinica， 2011, 33(3)： 19- 27. (in Chinese))

[5]潘存鸿, 曾剑, 唐子文, 等. 钱塘江河口泥沙特性及河床冲淤研究[J]. 水利水运工程学报, 2013(1)： 1- 7. (PAN Cunhong, ZENG Jian, TANG Ziwen, et al. A study of sediment characteristics and riverbed erosion/deposition in Qiantang estuary[J]. Hydro-Science and Engineering, 2013(1)： 1- 7. (in Chinese))

[6]吴明阳, 许家帅, 冯玉林. 杭州湾湾口水体含沙量的时空分布[J]. 泥沙研究， 2011(1)： 33- 37. (WU Mingyang, XU Jiashuai, FENG Yulin. Spacial-temporal distribution of suspended sediment concentration in Hangzhou bay[J]. Journal of Sediment Research， 2011(1)： 33- 37. (in Chinese))

[7]GB/T 12327—1998 海道测量规范[S]. (GB/T 12327—1998 Specifications for hydrographic survey[S]. (in Chinese))

[8]JTS 131—2012 水运工程测量规范[S]. (JTS 131—2012 Specifications for port and engineering survey[S]. (in Chinese))

[9]陈倩, 黄大吉, 章本照, 等. 浙江近海潮流和余流的特征[J]. 东海海洋， 2003, 21(4)： 1- 14. (CHEN Qian, HUANG Daji, ZHANG Benzhao, et al. Characteristics of the tidal current and residual current in the seas adjacent to Zhejiang[J]. Donghai Marine Science， 2003, 21(4)： 1- 14. (in Chinese))

[10]杨成浩, 廖光洪, 罗锋, 等. 乐清湾的潮位、潮流和余流特征[J]. 海洋学研究，2010， 28(2)： 1- 13. (YANG Chenghao, LIAO Guanghong, LUO Feng, et al. Features of the tidal level, tidal currents and residual currents in Yueqingwan bay[J]. Journal of Marine Sciences，2010, 28(2)： 1- 13. (in Chinese))

[11]伍远康, 汪邦道. 浙江省沿海海平面上升及预测[J]. 浙江水利科技, 2003(2)： 1- 4. (WU Yuankang, WANG Bangdao. Rise of coastal sea level and its prediction in Zhejiang[J]. Zhejiang Hydrotechnics, 2003(2)： 1- 4. (in Chinese))

[12]周冲, 薛东升. 气候变暖背景下海洋工程设计中几个方面的新提法[J]. 水利与建筑工程学报, 2011, 9(1)： 152- 155. (ZHOU Chong, XUE Dongsheng. Several new formulations in marine engineering design under climate warming[J]. Journal of Water Resources and Architectural Engineering, 2011, 9(1)： 152- 155. (in Chinese))

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

国家自然科学基金资助项目(51109188)；浙江省科技条件专项(2060503)；浙江省科技计划项目(2016F10012，2017F10008)；浙江省水利科技计划项目(RC1605)

唐东跃(1985—)，男，安徽枞阳人，硕士研究生，主要从事海洋测绘研究。E-mail：tangdy121@163.com

P731.23

A

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

唐东跃， 张沈阳， 何文亮. 浙江沿海及长江口同步潮位数据比较分析[J]. 水利水运工程学报, 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))