舟山本岛南部附近海域潮汐潮流特征分析

李卫丁 王燕妮

摘要：文章基于沈家门长期潮位站、长峙岛临时潮位站的观测资料和对舟山本岛南部海域多个站位实测的潮流基础数据，采用调和分析法对潮汐潮流进行特征分析。舟山本岛南部附近海域潮汐类型属于规则半日潮，潮差变化和日不等现象明显，有一定的潮汐浅海作用。潮流类型属于以往复流为主的规则半日浅海潮流，实测潮流中涨落潮流速不等、历时不等现象显著，最大流速、平均流速均是大潮大于小潮，涨潮流历时长于落潮流历时，潮流变化主要受协振波所控制，流向在涨落潮方向波动。

关键词：舟山;潮汐;潮流;调和;特征

中图分类号：P717文献标志码：A文章编号：1005-9857（2019）03-0064-05

The Characteristics of Tidal Currents near the Southern Coast of Zhoushan Island

LI Weiding，WANG Yanni

（Zhoushan marine workstation，East China Sea Branch，Ministry of Natural Resources，Zhoushan 316021，China）

Abstract：The characteristics of the tidal currents were analyzed by the method of harmonic analysis based on the observation information of longterm tidal level station at Shenjiamen，temporary tidal level station at Changzhi Island and basic data of several stations in the southern coast of Zhoushan Island.The tidal type in the sea near the southern coast of Zhoushan Island is regular semidiurnal tide，which has obvious variation of tidal range and diurnal variation，in addition，there is a certain tidal shallow sea effect.The current type is the regular halfday shallow sea trend with reciprocating flow.The measured tidal currents have different tidal current velocities and diachronic phenomena.The maximum flow velocity and average velocity of spring tide both surpass the neap tide.The duration of flood is longer than that of ebb tide.The phenomenon of fluctuating tidal current varying in velocity and duration is remarkable in the observed tidal current.The variation of the tidal current is mainly controlled by the cooscillation wave and the direction of the flow fluctuates in the direction of the ebb and flow.

Key words：Zhoushan，Tides，Tidal currents，Harmonization，Characteristic

舟山群島位于浙江省东北部，地处中国东部黄金海岸线与长江黄金水道的交汇处，是东部沿海和长江流域走向世界的主要海上门户。舟山群岛岛礁众多，星罗棋布，是中国第一大群岛，相当于我国海岛总数的20%，分布海域面积22 000 km2，陆域面积1 371 km2。其中1 km2以上的岛屿58个，占该群岛总面积的969%，舟山本岛最大，面积为50265 km2，为我国第四大岛。

随着舟山群岛新区和自贸区的获批设立，研究舟山附近海域的潮汐潮流特征，对舟山的海洋开发与安全生产具有重要意义。2018年4月对舟山本岛南部海域9个站位的大、小潮潮流进行调查，分析各要素的时空分布特征及其基本运动规律，旨在为该海域的海洋开发可持续利用提供基础数据支撑和科学依据。

1资料收集及处理

11站位布设

2018年4月，对舟山本岛南部海域9个站位的潮流进行了调查，同时在长峙岛布设一个临时潮位站，并引用沈家门长期潮位站的同步潮位资料。

12调查方法

按照《海滨观测规范》（GBT14914—2006）[1]和《国家三、四等水准测量规范》（GBT12898—2009）[2]对临时潮位站采用TGR-2050潮位仪观测及EL03数字水准仪联测高程，同时引用沈家门长期潮位站的同步潮位资料。潮流以《港口与航道水文规范》（JTS145—2015）[3]、《海洋调查规范》（GB127632—2007）[4]和《水运工程测量规范》（JTS131—2012）[5]等为依据，采用SLC9-2型直读海流仪在大、小潮期间对9个定点测站同步进行全潮26 h观测，水深大于3 m时，潮流垂向观测采用六点法（表层、02H、04H、06H、08H、底层，H为测站相对水深），水深不足3 m时，则采用三点法（表层、06H、底层，H为测站相对水深）。

13指标计算

131潮汐类型与浅海效应

判别潮汐类型，通常用主要分潮的平均振幅之比值作为划分的依据[6]。落潮时间与涨潮时间的差别用太阴14日分潮与主要太阴半日分潮振幅之比值来计算，其差值大小直接反映了潮汐受浅海影响的程度，比值为004涨落潮历时差30 min左右，比值为008涨落潮历时差1 h左右，比值为02涨落潮历时差2 h左右[7]。

132潮流计算

六点法按下式计算出垂向平均流速：

133潮流调和分析

利用实测的两个周日的逐时潮流进行短期调和分析。按《海洋调查规范-海洋调查资料处理》（GB12763—2007）中潮流观测的准调和分析方法，采用引入差比法，引入附近海域的差比数，依据各个测站的实测潮流资料进行分析计算，获取了各个测站的潮流调和常数、潮流椭圆要素，最终推算出站位各层次“潮流的可能最大流速”计算垂向平均值。

2潮汐特征

21潮位过程线

利用两个潮位站（沈家门长期潮位站、长峙岛临时潮位站）2018年3月30日00时至4月13日23时共15个周日的潮位资料，绘制了潮位过程曲线（图1），其中基准面为1985国家高程基准。从图1潮位过程曲线可以看出：两个潮位过程线几乎重合，两个潮位站观测的潮位数据均有日不等现象，由月球赤纬变化引起的每日第一次高潮（低潮）与第二次高潮（低潮）潮高不相等。

22潮汐变化特征

由表1可知，调查海域沈家门长期潮位站的短期平均海平面9 cm;長峙岛临时潮位站的短期平均海平面8 cm。沈家门长期潮位站最大潮差358 cm，最小潮差62 cm，平均潮差233 cm;长峙岛临时潮位站最大潮差352 cm，最小潮差60 cm，平均潮差229 cm。沈家门长期潮位站平均涨潮历时为5 h 50 min，平均落潮历时为6 h 33 min;长峙岛临时潮位站平均涨潮历时为5 h 41 min，平均落潮历时为6 h 42 min。总体而论，调查海域两个潮位站的潮汐特征值接近，潮差均较大，平均落潮历时长于涨潮历时。

23潮汐性质

根据两个潮位站的逐时资料进行短期调和分析，计算主要的6个分潮的潮汐调和常数，调查海域的潮汐以M2分潮为主。沈家门长期潮位站主要日分潮与主太阴分潮之比：（HK1+HO1）HM2=037<05，根据潮汐类型判别可知调查海域为规则半日潮海区;且HM4HM2=0057>004，可见有一定的潮汐浅海作用。长峙岛临时潮位站主要日分潮与主太阴分潮之比：（HK1+HO1）HM2=038<05，根据潮汐类型判别可知调查海域为规则半日潮海区;且HM4HM2=0070>004，可见有一定的潮汐浅海作用。显然调查海域的潮汐性质为规则半日潮，两个潮位站M2分潮所占比重均较大，且有一定的潮汐浅海作用。

3潮流特征

31实测潮流特征

潮流矢量图是反映出海区一个潮周期内潮流运动方向与流速强弱变化最直观的表现形式之一。从实测潮流矢量图可清晰看出：调查海域9个测站的海流运动形式为往复流;从潮汛来看，大潮期的流速较大，小潮期的流速较小;受地形影响，除H测站外的8个测站涨潮流方向为NW、落潮流方向为SE，而H测站涨潮流方向为NE、落潮流方向为SW，位于开阔海域的D、E、F、G 4个测站的流速较大，位于长峙岛、小干岛与舟山本岛之间的A、B、C 3个测站的流速次之，位于蚂蚁岛附近的I测站流速较小，位于水道口的H站涨潮流流速较大。

如前所述，调查海域的潮流为往复流特征，为进一步分析潮流随涨、落潮的变化，统计、计算了各测站垂向平均最大涨、落潮流速及其潮流历时（表2），结果显示：实测潮流中涨、落潮流速不等，历时不等现象显著，即最大流速、平均流速均是大潮大于小潮，涨潮流历时长于落潮流历时。

32潮流的调和分析

根据实测潮流资料，按表层、02层、04层……及垂向平均进行了调和分析、计算，求得其包括O1、K1、M2、S2、M4、MS4等主要分潮流东、北分量的调和常数。潮流类型以主要全日分潮流与半日分潮流椭圆长轴的比值F=（WO1+WK1）WM2来判别[8]。有时，为了考察调查海域浅海分潮流的大小与作用，往往又将主要浅海分潮流M4椭圆长半轴WM4与WM2之比G=WM4WM2作为判据，进行分析。

由实测资料表明，各测站除I站及A站部分层次，各层的（WO1+WK1）WM2比值在013～050之间，均小于05，说明这7个测站半日潮流占绝对优势，潮流流向和流速具有明显的半日周期变化，属于规则半日潮流（表3）。各测站WM4WM2的值基本在003～034范围内，大于004的站位层次比较多，亦说明调查海域受一定浅海分潮的影响。因此，总体而论，该海域的潮流性质属于规则半日浅海潮流。

33潮流的可能最大流速

潮流可能最大流速按《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）计算，对规则半日潮流海区按照以下公式计算。

潮流可能最大流速的垂向平均计算结果如表4所示。F测站的潮流可能最大流速最大，垂向平均值为135 cms，对应流向为290°;H测站的潮流可能最大流速最小，垂向平均值14 cms，对应流向为142°;调查海域9个测站各层次潮流可能最大流速的方向在涨落潮方向波动。

4潮流与潮汐的关系

为了对调查海域的潮流和潮位关系有进一步了解，选择流速较大的F测站垂向平均流速绘制潮位同步过程线进行比较（图2和图3）。

从潮汐特征分析中可知，东海潮波到达舟山本岛南部附近海域时，为规则半日潮。通常当潮波进入港湾时，由于受到底摩擦和岛屿地形的反射作用，产生驻波振动，使得潮流涨、落急流速不是出现在最高（最低）潮位附近，而是在中潮位附近;潮流涨、落憩流速出现在最高（最低）潮位附近，这一现象的潮波通常称之为协振潮[9]。由图5和图6可以看出，调查海域涨、落急流速多出现在中潮位附近，涨、落憩流速发生在高、低平潮附近。因此，在东海前进波传播过程到舟山本岛南部附近海域后，由于受到底摩擦和岛屿地形的反射作用，以协振波为主。从图4和图5不难发现流向偏转时间（即通常所说的转流时刻）多发生在高、低潮位附近。因此，调查海域潮流变化主要受协振波所控制。

5结论

根据2018年4月开展全潮综合水文测验采集的潮位和潮流资料，分析和研究了舟山本岛南部附近海域的潮汐潮流特征，结果显示：

（1）舟山本岛南部附近海域的潮汐性质属规则半日潮，潮差变化和日不等现象较为显著，表现为落潮历时长于涨潮历时，且有一定的潮汐浅海作用。

（2）舟山本岛南部附近海域的潮流运动形式为往复流，潮流性质属于规则半日浅海潮流，由于浅海分潮具有较大比重，实测潮流中涨、落潮流速不等，历时不等现象显著，最大流速、平均流速均是大潮大于小潮，涨潮流历时长于落潮流历时，且潮流可能最大流速的垂向平均值为135 cms，流向在涨落潮方向波动。

（3）舟山本岛南部附近海域潮流变化主要受协振波所控制，涨、落急流速多出现在中潮位附近，涨、落憩流速则发生在高、低平潮附近。

参考文献

[1]中国质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会.GBT14914-2006海滨观测规范[S].北京：中国标准出版社，2006.

[2]中国质量监督检验检疫总局，國家标准化管理委员会.GBT 12898—2009国家三、四等水准测量规范[S].北京：中国标准出版社，2009.

[3]中国交通运输部.JTS145-2015港口与航道水文规范[S].北京：人民交通出版社，2015.

[4]中国质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会.GB12763.2-2007海洋调查规范[S].北京：中国标准出版社，2007.

[5]中国交通运输部.JTS131-2012水运工程测量规范[S].北京：人民交通出版社，2012.

[6]黄祖珂，黄磊.潮汐原理与计算[M].青岛：中国海洋大学出版社，2005.

[7]江海东.舟山海域不同地形下风暴潮增水影响差异性初探[D].青岛：中国海洋大学，2014.

[8]张沈阳，何文亮.马迹山港区潮汐、潮流现势分析[J].浙江水利科技，2013，41（5）：24.

[9]陈倩，黄大吉，章本照，等.浙江近海潮汐的特征[J].东海海洋，2003，21（2）：1-4.