閩江下游潮汐時空變化特征分析

溫宛雋

（福建省水文水資源勘測局閩江河口水文實驗站,福建 福州 350002）

0 前言

閩江口屬強潮陸相河口，從分潮振幅來看，半日分潮占絕對優勢，潮汐類型屬正規半日潮。閩江口潮波受制于東海潮波系統，由東南方向傳入，在開敞海域以旋轉流為主，近海和閩江下游河道以往復流為主。潮波進入閩江河口后，在傳播過程中逐漸變形，落潮歷時加長，漲潮歷時縮短。陳興偉等[1]認為閩江下游河道潮區界、潮流界上溯明顯。黃永福[2]研究了閩江下游河床下切導致閩江下游潮流回溯。葉麗清等[3]依據河道實測地形資料，分析閩江下游河段的演變特征。武晶[4]通過近幾年河道地形圖及多年相關水文資料數據對比研究閩江下游河床演變情況，分析河道演變主要影響因素及其產生的不利影響。潘東曦[5]分析閩江南北港河道橫向、縱向及平面的演變特征，研究其演變機理。

本文在已有成果基礎上，進一步收集閩江下游實測潮位資料，延長原有資料系列，應用數理統計方法，統計閩江下游多年平均月最高潮位、月最低潮位、平均潮差、平均漲潮歷時、平均落潮歷時等水文參數，研究閩江下游潮汐特征時空變化規律。

1 閩江下游潮汐參數的空間分布特征

閩江河道蜿蜒曲折，在中下游存在多個分叉，潮位受地形變化影響復雜，見圖1，閩江在淮安繞南臺島分南、北港，在馬尾附近重新匯合至閩安地峽。

圖1 閩江下游形勢圖及站點位置

本次分析共收集竹岐、文山里、解放大橋上、解放大橋下、峽南、白巖潭6個站點的1993年～2018年26年的潮位資料(峽南站缺1993年、2017年～2018年資料)。受南臺島影響，閩江下游南北港支流，因河勢和河相差別，其潮汐規律存在著異同點，本文選擇文山里-解放大橋-白巖潭，峽南作為南北港的代表站點進行分析，統計各站點平均高潮位、平均低潮位、平均潮差以及平均漲潮和落潮歷時變化，見表1。

表1 1993年～2018年各潮位站潮汐特征表

分析表1可知，自下游往上游，閩江下游各站點的平均高、低潮位均呈沿程上升，符合感潮河口高、低潮位的空間分布特征。對比1993年～2018年數據可知，閩江下游河段上下游多年平均高潮位值變化不大，但多年平均低潮位值差別明顯，反映閩江下游河床上下游底高程的變化情況。漲落潮歷時數據分析可知，各測站平均漲潮歷時短于落潮歷時，符合潮波進入河口后傳播過程逐漸變形、落潮歷時加長以及漲潮歷時縮短的潮波傳播規律。

2 典型站點的潮位統計特征

根據收集的各潮（水）位的數據資料，繪制閩江下游沿程各測站年平均高潮位和沿程4個測站年平均低潮（水）位的變化過程，見圖2和圖3。

2.1 年平均高潮變化

文山里、解放大橋下、峽南、白巖潭站年平均高潮位（圖2）的呈波動式逐年下降趨勢。1993年～2000年年平均高潮位值較大，2003年～2013年各測站的年平均高潮位下降明顯；2013年～2018年，閩江下游各站點的年平均高潮位有所回升。各個站點中，文山里和解放大橋上、下站點的年平均高潮位變化最為明顯，白巖潭因在下游，更受外海潮汐影響，年平均高潮位較為穩定，但總體呈增大趨勢。

圖2 年平均高潮位逐年變化過程

2.2 年平均低潮位變化

圖3為年平均低潮位逐年變化曲線，各個站點總體上年平均低潮位值呈下降趨勢。下游的白巖潭站和峽南年平均低潮位在1993年～2018年間無明顯升降變化趨勢，反映閩江下游更多的受外海潮動力控制的特征。北港的解放大橋上、下站與文山里站，其年平均低潮位均呈現逐年下降趨勢。上游站點較下游站點下降趨勢更為明顯，表明閩江下游河道的潮汐動力控制范圍在逐年上溯。

圖3 年平均低潮位逐年變化過程

3 典型站點的潮差統計特征

圖4和圖5為閩江下游各站點的年平均漲落、潮潮差歷年變化情況。分析圖4數據可知，1993年～2018年期間，閩江下游各站點的年平均漲潮潮差均呈增大的趨勢。各站點的差異性主要表現在上游站點潮差較下游站點小，但潮差的增幅則為上游站點較下游站點大。1993年～2018年期間，閩江下游各站點自下游往上，漲潮潮差增幅逐漸增加，下游白巖潭逐年變化不大，上游站點（如文山里）潮差逐年增幅最大，由1993年的0.72 m增大到2018年的2.98 m。

圖4 年平均漲潮潮差逐年變化過程

圖5為閩江下游各站點年平均落潮潮差逐年變化過程。從圖中可以看出，年平均落潮潮差與漲潮潮差值、逐年變化過程基本一致。根據河口潮汐潮流傳播演變的理論分析，河口潮差與區域的潮動力相關，一般潮差大，表明潮動力越強，潮流較徑流占優。閩江下游河口的潮差沿程分布特征符合上述理論，從逐年趨勢來看，潮差在逐年增加，表明閩江下游河道的潮動力在逐年增強。上游文山里站點潮差由1993年的0.72 m增大到2018年的2.98 m，該站點所在河段由原來的潮動力影響輕微區域變為完全控制區域，表明閩江下游河道的潮汐動力控制范圍在逐年上溯。

圖5 年平均落潮潮差逐年變化過程

4 典型站點的漲落潮歷時特征

圖6和圖7分別為閩江下游各站點的年均漲、落潮歷時逐年變化過程。從圖6數據分析可知，1993年～2018年期間，閩江下游各站點的年平均漲潮歷時均呈增大的趨勢。各站點的差異性主要表現在上游站點漲潮歷時較下游站點小，但漲潮歷時的增幅則為上游站點較下游站點大。1993年～2018年期間，閩江下游各站點自下游往上，漲潮歷時增幅逐漸增加，下游白巖潭逐年變化不大，上游站點（如文山里）歷時逐年增幅最大，由1993年的219 min增大到2018年的285 min。

圖6 年均漲潮歷時逐年變化過程

圖7 年均落潮歷時逐年變化過程

圖7閩江下游各站點年平均落潮歷時逐年變化過程圖，在1993年～2018年期間，閩江下游各站點的年平均落潮歷時均呈減小的趨勢。各站點的差異性主要表現在上游站點落潮歷時較下游站點大，同時落潮歷時的降幅也為上游站點較下游站點大。1993年～2018年期間，閩江下游各站點自上游往下游，落潮歷時降幅逐漸減小，下游白巖潭逐年變化不大，上游站點（如文山里）歷時逐年降幅最大，由1993年的522 min減小到2018年的460 min。

河口漲落潮歷時是河口的基本水文特征，潮汐對河口占用時間主要體現在漲落潮歷時，漲潮歷時越長，潮流較徑流占優時間越長；反之，潮流較徑流占優時間越短。閩江下游河段的漲落潮歷時特征值，從逐年趨勢來看，漲潮歷時在逐年增加，落潮歷時在逐年減小，表明閩江下游河道的潮汐占優時間在逐年增加。上游文山里站點漲潮歷時由1993年的219 min增大到2018年的285 min，落潮歷時則由1993年的522 min減小到2018年的460 min，該站點所在河段潮汐控制時間在逐年增加，表明閩江下游河道的潮汐動力控制范圍在逐年上溯。

5 結論

基于1993年～2018年閩江下游各觀測站點的實測潮位資料，進行閩江下游潮汐時空變化特征分析，主要反映自水口電站營運以來，閩江下游河段的潮汐變化特征，其主要結論如下：

（1）閩江下游河段潮汐潮位特征整體表現為高潮位緩慢上升、低潮位明顯下降、漲落潮潮差增大、漲潮歷時延長以及落潮歷時縮短的特征。

（2）時空格局上，閩江下游河段上游站點潮汐特征變幅大于下游站位，低潮位變幅大于高潮位變幅。以2018年和1993年數據為例，文山里年均高潮位降低0.59 m，年均低潮位降低3.85 m。

（3）閩江下游河段的漲落潮歷時特征值變化明顯，從逐年趨勢來看，漲潮歷時在逐年增加，落潮歷時在逐年減小，表明閩江下游河道的潮汐占優時間在逐年增加。

閩江下游河段因受徑流、外海潮汐傳播、人類活動等因素的影響程度不同，其潮汐特征值變化復雜。閩江下游河床下切、上游水電站的攔水攔沙、閩江航道整治以及全球海平面的上升，均對該河段的潮汐特征產生影響，需要對其產生的機理從水動力和地貌動力學角度進一步進行研究。