越南沿海潮汐性質分布及極值天文潮位

團文征，李建成，裴氏堅貞

（1.武漢大學測繪學院，湖北武漢 430072；2.水利大學，越南河內）

一、引 言

越南位于中南半島東部，是一個沿海國家。越南的人口、大城市、重要經濟區域都集中在沿海地區，而這些地區潮汐現象又很顯著，因此研究潮汐性質及其特征對越南科學、經濟、社會發展有著非常重要的意義。對于南海海洋潮汐，迄今已有很多科學家進行了一系列研究并得到了大量的成果，如丁文蘭利用驗潮站的調和常數數據給出了南海的潮汐性質；暴景陽等［1］和吳自庫等［2］利用 Topex/Poseidon衛星測高數據研究了南中國海潮汐，給出了南海11個分潮的潮汐調和常數；魏志強等［3］利用短期觀測資料通過T_tide軟件給出了越南中部沿岸8個主要分潮的調和常數，也指出了越南中部潮汐的特征。本文利用越南沿岸的33個潮站長期觀測資料進行潮汐調和分析得到各站的調和常數，并結合相關資料指出越南沿海地區各潮汐類型的分布特點、潮汐變遷特征；此外，因為天文潮汐極值潮位在很多科學及實踐領域有著廣泛應用，本文還利用越南沿海的12個驗潮站所具有的長期觀測資料進行了調和分析得到各站的114個分潮調和常數，最后推算出各站的最高和最低天文潮位。

二、潮汐調和分析理論

在t時刻的高潮位是許多分潮的組合，即

式中，A0為平均海面；（V0+u）i、fi為天文變量；Hi、gi為各分潮的潮汐調和常數；qi為各分潮角速度；r為分潮個數。

令ai=ficos［qit+（V0+u）i］，bi=fisin［qit+（V0+u）i］，Xi=Hicosgi，Yi=Hisingi，則式（1）為

采用最小二乘法求解式（2），即

如果有n個潮高，可以組成n個含有2r+1個未知數A0，Xi，Yi（i=1，2，…，r，即從M2到W分潮）的方程組，寫成矩陣形式為

由Xi，Yi的最優解可求得各分潮的調和常數為

關于潮汐調和分析的精度，本文按照均方根m指數來估計，即

三、結果分析

1.越南沿海潮汐調和分析結果

本文選取了33個驗潮站的長期觀測資料，其中最短是5年的觀測資料（共有13站），另外20站具有20多年的觀測資料，其中最長是HONDAU站，具有53年間的每小時的潮位觀測資料，該數據集由越南國家氣象水文局提供。各站的位置和觀測時間見表1。

表1 越南沿海各驗潮站的位置和V指數

按上述方法進行潮汐調和分析得到各站的調和常數，因各站觀測時間跨度不同，可解算確定的分潮個數也不同，最少是30個分潮，最多是114個分潮。潮汐分析結果優良，均方根都小于10 cm。利用各站的調和常數進行潮汐預算得到較好的結果，振幅和相位吻合較好，如圖1所示。

圖1 VUNGTAU站的計算值與實測值過程曲線（2000年8月）

2.越南沿海潮汐性質及其分布

根據各站的調和常數計算結果，按上述公式計算各站的V指數，由此判斷越南各個沿海地區的潮汐性質及其分布特點。V指數曲線如圖2所示，從V指數曲線大致可以看出越南沿海潮汐性質及其分布很復雜，特別在越南中部。

圖2 越南沿海各個驗潮站的V指數曲線

下面給出幾個代表站的潮汐過程曲線，HONDAU站代表越南北部從廣寧省（Quang Ninh Province）到清化省 （Thanh Hoa Province）。由該沿海9個潮站長期觀測數據計算的V指數表明其總體潮汐性質表現為正規全日潮，約25～26日屬日潮，4～5日屬半日潮，每天都有一次滿潮（高潮）和一次干潮（低潮），潮汐振幅是2.5～4.5 m，如圖3所示。

圖3 HONDAU站潮汐過程（2007年12月）

HONNGU站位于越南義安省（Nghe An Province），該站代表越南中部海岸地區從義安省到廣治省（Quang Tri Province）。該海岸地區的V指數變化不大，范圍在3.5～3.7，因此該地區的潮汐性質屬于不正規日潮潮汐性質，每個月都有10天左右屬日潮；根據長期觀測數據表明該沿海地區的潮汐振幅沒有超過3.0 m。潮位過程線如圖4所示。

圖4 HONNGU站潮汐過程（2007年12月）

DANANG站代表越南中南部沿海地區從廣平省（Quang Binh Province）到廣南省（Quang Nam Province），該海岸段的潮汐性質表現為不正規半日潮，約20～25日屬半日潮，5～10日屬日潮，如圖5所示。從表1和圖2可見越南中南部沿海地區從HIENLUONG驗潮站（廣平省）到PHUQUY驗潮站（平順省，Binh Thuan Province）潮汐過程演變很復雜，潮汐性質多樣，有不正規日潮、不正規半日潮和正規日潮。長期實際觀測資料表明CUAVIET站和DANANG站為不正規半日潮潮汐，振幅為0.5～1 m；QUYNHON站和HOIAN站為不正規日潮，潮汐振幅為2.0 m左右；而TUYHOA站和PHUQUY站潮汐性質為正規日潮，振幅為1.5～2.0 m。

VUNGTAU站代表越南南部沿海地區從巴地頭頓省（Ba Ria-Vung Tau Province）到金甌省（Ca Mau Province），該沿海地區潮汐為不正規半日潮，潮汐振幅是3.0～4.0 m。如圖6所示。

圖5 DANANG站潮汐過程（2007年12月）

圖6 VUNGTAU站潮汐過程（2007年12月）

RACHGIA站代表越南西南部沿海地區從金甌省到迪石省（Kien Giang Province），該地區潮汐性現為不正規日潮，潮汐振幅大約是1.0～2.0 m，如圖7所示。

圖7 RACHGIA站潮汐過程（2007年12月）

3.越南沿海天文潮極值潮位

天文潮汐極值潮位包括最高天文潮位和最低天文潮位，它們在很多科學及實踐領域有著廣泛應用。本文從所用33個驗潮站中選取12個代表驗潮站，這些潮站潮的觀測時間較長，潮高數據序列較穩定，按上述方法首先對各站的觀測資料進行潮汐調和分析，得到各站的114個分潮的潮汐調和常數，再根據各站的調和常數采用潮汐預算法推算出各站的20年間（1987—2007）的天文潮位序列，最后從各站的天文潮位系列中取出各站的最低、最高天文潮位，結果見表2。

表2中列出了各站的全觀測期間的最高水位和最低水位。進行計算各站的最高天文潮位與最高實測水位的差距列于表2的第6列，最低天文潮位與最低實測水位的差距列于表2的第9列。從表2可以看出，最低天文潮位與最低實測水位的差距變化不大（-0.75～0.03 m），但是最高天文潮位與最高實測水位的差距有很大的變化（0.05～1.28 m），HOANGTAN站是1.28 m，CONCO站是0.85 m。如果潮汐調和分析的精度是10 cm左右，那么可以得出結論在CONCO站和HOANGTAN站觀測水位受到風暴增水的影響，也可初步認為在越南中部極易發生風暴和洪水災害，該結論與實際情況基本吻合。

表2 越南沿海最高、最低天文潮位

四、結 論

本文聯合采用了潮汐調和分析和統計分析法對越南沿海潮汐長期觀測資料進行研究，總結出如下幾點:

1）越南沿海潮汐性質及其分布比較復雜，特別是在越南中部沿海地區，但在此地區潮汐數據較少，建議今后注重和增強對該地區潮汐的觀測和研究。

2）在計算極值天文潮位過程中所選各站的數據觀測時間較長，數據又很穩定，潮汐調和分析精度較高，給出的越南沿海極值天文潮位計算結果可靠性較高，可作為航道測量中確定區域理論最低潮面和其他科學研究的參考。

3）經過比較和分析極值天文潮位和實測觀測水位的差距，可得出越南中部沿海地區極易發生風暴和洪水災害的結論，這一認識基本符合實際情況。極值天文潮位與實測水位的差距也反映了各站觀測數據的穩定性，建議在長期海平面變化計算中考慮這一因素。

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