鴨綠江口潮汐和風(fēng)暴潮規(guī)律探索

畢悅澄

(遼寧省丹東水文局， 遼寧 丹東 118000)

鴨綠江口潮汐和風(fēng)暴潮規(guī)律探索

畢悅澄

(遼寧省丹東水文局， 遼寧 丹東 118000)

文章描述鴨綠江口潮汐范圍及潮汐沿程演變規(guī)律，對鴨綠江口潮汐規(guī)律進行總結(jié)，對潮汐預(yù)報方法進行闡述，通過歷史資料對風(fēng)暴潮規(guī)律進行分析，對風(fēng)暴潮預(yù)報方法進行探索。

鴨綠江口潮汐； 潮差； 風(fēng)暴潮； 臺風(fēng)

1 鴨綠江口潮汐特點分析

鴨綠江感潮河段從江口至上游共設(shè)3個國家基本潮水位觀測站，分別為丹東站、沙子溝站和大東港站。其資料系列長度分別為：?丹東站：1934年至今80年潮水位資料；?沙子溝站：1963—1978年16年潮水位資料；?大東港站：1952年至今62年潮水位資料；另外，丹東大東港區(qū)設(shè)了4個潮水位觀測站，分別是浪頭港站、一撮毛站、六舶位站和30萬噸位站。

1.1 鴨綠江潮汐范圍

潮區(qū)上界采用上下游各斷面的潮差對比并結(jié)合現(xiàn)場地形勘查資料分析界定；海(咸)水上界用上下游各控制垂線及控制垂線間附加點的水質(zhì)監(jiān)測值分析界定，以含氯度為250mg/L作為海(咸)水的臨界值；潮流混合類型依據(jù)含鹽度、含氯度等水質(zhì)指標(biāo)的沿程分布和垂線分布情況判定。

潮區(qū)界：從各斷面同步潮位過程線對照看出，鴨綠江下游河段感潮程度自下向上遞減，經(jīng)資料分析及現(xiàn)場地形勘測認為：其潮區(qū)界在馬市臺。

海水入侵上界：從各控制垂線的實測含鹽度、電導(dǎo)率的垂線分布圖和沿程分布圖分析看，高潮平潮時，在天文大潮高潮作用下鴨綠江海水入侵上界在文安灘島上尖一帶。

在低潮平潮時，在天文大潮低潮作用下鴨綠江海水入侵上界在綢緞島附近。

潮流界：從監(jiān)測資料分析看，在天文大潮期間(農(nóng)歷十七～十八)，鴨綠江輸送平均流量為450m3/s左右，依據(jù)當(dāng)時的河道地形條件下，潮流界在燕窩廢橋址。

1.2 潮汐沿程演變規(guī)律

鴨綠江口為強潮河口，潮波最上能抵達至馬市臺，潮流界在燕窩廢橋址；丹潮站平均漲潮差為2.65m，東港站平均漲潮潮差為4.7m，最大漲潮差達7.6m；潮流強勁，平均最大流速0.70m/s，屬于往復(fù)流型，表層余流基本受遼南沿岸流的影響。江口區(qū)潮沿時間的沿程變化規(guī)律主要表現(xiàn)在落潮大于漲潮歷時，漲潮經(jīng)歷時間從河口向上游慢慢縮短，而落潮經(jīng)歷時間是從河口向上游逐漸增加，導(dǎo)致漲落潮歷時不等，并且越向上游，其差值越大，越往上游漲潮歷時越短，落潮歷時越長。

鴨綠江口是我國的強潮海區(qū)之一，潮差較大，最大可能潮差丹東3.92 m、浪頭5.58 m、東港7.50 m，由上游向下游最大潮差是逐漸變大的趨勢。根據(jù)經(jīng)驗，一般平均潮差大的測站，最大潮差也大，兩者的分布規(guī)律相似。另外，潮波在河口的傳播具有兩個趨勢：隨喇叭口束狹，潮差有增大趨勢；河口內(nèi)傳播由于水深變淺摩擦增加，潮差亦有減小的趨勢。由以上可知，鴨綠江口喇叭形河口灣的增大潮差效應(yīng)小于河道變淺摩擦增加的減小潮差效應(yīng)。

1.3 鴨綠江口潮汐規(guī)律

鴨綠江口潮汐為半日潮型，晝夜?jié)q落各兩次，潮次相隔12小時25分。兩相鄰高潮潮高均不相等;月變化周期是29.53d。日潮不等現(xiàn)象顯著，夏季日潮大，夜潮小，冬季則相反，夏秋潮比冬春大，大潮一般發(fā)生在農(nóng)歷初三與十八，小潮一般發(fā)生在初十和二十五左右，高潮時間逐日推遲40min左右。

a.潮波變形加大。1982—1986年漲潮歷時比落潮歷時短6min左右，歷年穩(wěn)定，但從1987年開始逐年加大，到 1990 年歷時差達 21min。

b.口門流量和過流面積不變的情況下，漲潮流速增強，落潮流速減弱，以平衡漲落潮歷時差變化。

c.漲潮大流速帶進的泥沙不能被落潮小流速全部帶出，造成沉積物向河口內(nèi)運移，從而加速海灣的淤積和萎縮。隨海灣納潮量減少，岸形改變和潮波將進一步變形, 加劇淤積速度。

鴨綠江下游河段感潮程度自下向上遞減，其感潮范圍、潮流形態(tài)及海水入侵上界不僅受天文潮汐作用，還受上游來水及河道地形變化等因素綜合影響。

2 風(fēng)暴潮規(guī)律研究

2.1 潮汐預(yù)報

水文部門每年用潮汐調(diào)和分析的方法來做潮汐預(yù)報，然后對預(yù)報數(shù)值進行常數(shù)的微調(diào)修正，把修正后的數(shù)據(jù)作為潮汐預(yù)報的成果進行使用。潮汐調(diào)和分析是潮汐分析中最常用的一種方法,也稱諧波分析。其具體算法是：首先把實測潮位記錄中的各分潮(如太陰分潮系、太陽分潮系等)分離出來，再進行調(diào)和分析；求出每一分潮的振幅和位相角，再經(jīng)天文因素訂正后，即得該分潮的調(diào)和常數(shù)。用潮汐調(diào)和分析可推算一定期間內(nèi)的潮汐變化和分析該區(qū)的潮汐性質(zhì)。分潮周期同引潮力各分場的周期一一對應(yīng)。

2.2 風(fēng)暴潮規(guī)律分析

2.2.1 臺風(fēng)風(fēng)暴潮

風(fēng)暴潮是一種災(zāi)害性自然現(xiàn)象。由于大氣的劇烈擾動，比如強風(fēng)和氣壓驟變(通常指臺風(fēng)和溫帶氣旋等災(zāi)害性天氣系統(tǒng))引起海水異常升降，使受其影響的海區(qū)的潮位大大超過平常潮位的現(xiàn)象，稱之為風(fēng)暴潮。臺風(fēng)風(fēng)暴潮，一般多見于夏秋季節(jié)，其特點是來勢猛、速度快、強度大、破壞力強。凡是有臺風(fēng)影響的海洋國家、沿海地區(qū)均有臺風(fēng)風(fēng)暴潮發(fā)生。

2.2.2 臺風(fēng)影響下的潮汐變化

鴨綠江口無固定的波浪觀測站，短期觀測到的最大波高值極少超過1m。根據(jù)鄰近大鹿島觀測站10年統(tǒng)計，超過2.4m 的波高有5次。根據(jù)史料記載，鴨綠江河口出現(xiàn)過3次風(fēng)暴潮，1987年7月14日是記錄最完整的一次，最大風(fēng)速20m/s，最大波高1.1m，實測潮位7.72m。鴨綠江河口的波浪作用對河口地貌的影響到處可見，比如朝鮮的潮龍、盤城、薪島等處的浪蝕穴、浪蝕柱發(fā)育典型，口外潮流脊上也可見明顯的大沙波。因此風(fēng)暴潮對河口淺灘發(fā)育的影響不容忽視。

2.2.3 風(fēng)暴潮規(guī)律應(yīng)用

根據(jù)氣象部門預(yù)報臺風(fēng)基本情況,利用風(fēng)力與潮差增高相關(guān)關(guān)系，來計算臺風(fēng)經(jīng)過海區(qū)所形成的潮汐波浪高度，可作為風(fēng)暴潮預(yù)報的一種方法，其具體內(nèi)容如下：

a.丹潮站風(fēng)暴潮預(yù)報：丹潮站風(fēng)暴潮預(yù)報是建立在丹潮洪峰預(yù)報模型基礎(chǔ)之上，通過氣象部門預(yù)報的臺風(fēng)中心最大風(fēng)力級別來查算風(fēng)力與潮差增高值相關(guān)圖(見下圖)，查算的結(jié)果為風(fēng)力潮差增高值ΔZ，ΔZ與丹潮預(yù)報模型推算的洪峰水位M模預(yù)相加，最終得丹潮站風(fēng)暴潮最高潮位H丹風(fēng)高。計算公式如下：

式中H丹風(fēng)高——丹潮風(fēng)暴潮最高潮位；

M模預(yù)——預(yù)報模型洪峰水位預(yù)報值；

ΔZ——風(fēng)力潮差增高值。

風(fēng)力與潮差增高值相關(guān)圖

b.大東港站風(fēng)暴潮預(yù)報：首先通過氣象部門預(yù)報的臺風(fēng)中心最大風(fēng)力級別來查算風(fēng)力與潮差增高值相關(guān)圖，查算的結(jié)果ΔZ再乘上潮差增高關(guān)系常數(shù)1.779，與國家海洋局給出的潮汐預(yù)報表中當(dāng)天潮汐預(yù)報最高值B潮預(yù)相加，即得出大東港風(fēng)暴潮最高潮位H大東港風(fēng)高:

式中H大東港風(fēng)高——大東港風(fēng)暴潮最高潮位；

B潮預(yù)——潮汐預(yù)報表最高潮位值；

ΔZ——風(fēng)力潮差增高值；

1.779——潮差增高關(guān)系常數(shù)。

兩站的潮差增高關(guān)系常數(shù)是由兩站夏季(6—9月)最高潮潮位平均值之比求得，計算過程和結(jié)果見下表：

丹潮、大東港站最高潮潮位相關(guān)表

通過歷史資料的對比分析，總結(jié)出一些規(guī)律應(yīng)用到對風(fēng)暴潮的預(yù)測分析中來，當(dāng)歷史資料越來越豐富，對風(fēng)暴潮的預(yù)報就會越來越精準(zhǔn)，這是廣大水文工作者今后工作要進一步完善的地方。

Exploration of tide and storm surge law at the estuary of Yalujiang River

BI Yuecheng

(Liaoning Dandong Hydrology Bureau, Dandong 118000, China)

In the paper, Yalujiang River estuary tidal range and tidal evolution law are described. Tide law of Yalujiang River estuary are summarized. Tidal prediction method is described. Storm surge law is analyzed through historical data. Storm surge prediction method is explored.

Yalujiang River estuary tide; tidal range; storm surge; typhoon

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.06.012

TV11

A

2096- 0131(2016)06- 0037- 03