黄浦江中上游潮位变化及其成因分析

黄浦江中上游潮位变化直接影响城市防洪安全。基于黄浦江中上游代表站1980~2021年高、低潮位及1956~2021年流量数据,研究了黄浦江中上游潮位和来水量的变化,并对成因进行了分析。结果表明:黄浦江中上游高潮位和低潮位都呈上升趋势,2001~2021年多年平均高潮位相比1980~2000年上升16 cm,低潮位上升16 cm;2001~2021年多年平均上游全年来水量相比1956~2000年增加了65亿m 3,其中汛期增加了53%,非汛期增加了65%。黄浦江潮位变化主要受土地利用变化、流域骨干工程和城市防洪工程建设、圩区整治,以及下游潮汐顶托作用的综合影响。

基于多元逐步回归及实时修正的长江南京站高潮位预报

南京潮水位站是长江进入江苏的“第一站”,提高潮位预报精度对于南京市防洪减灾具有重要意义。利用南京潮水位站2010~2020年高潮位超过8.50 m年份的实测资料,采用多元回归分析建立南京潮水位站高潮位预报模型。为消除多重共线性的影响,采用逐步回归对变量进行筛选,并对预报模型进行实时修正以提高预报精度。结果表明:根据GB/T 22482-2008《水文情报预报规范》,该模型预报精度可达甲等。该预报方法简单、实用,对于提高受潮汐影响站点的潮位预报精度具有一定的参考价值。

长江下游南京“7.21”超历史高水位成因分析

2020年长江流域遭遇新中国成立以来仅次于1954年和1998年的流域性大洪水,下游南京站于7月21日出现超历史最高水位,较1954年和1998年的最高水位分别高出0.17 m和0.25 m,超警戒水位持续长达50天,防洪形势极为严峻。根据长江下游大通至徐六泾河段的水文观测资料,结合已有对于长江上游与中游洪水发展过程的研究成果,详细分析了南京“7.21”超历史高水位形成和消落的全过程,揭示了超历史高水位的主要原因。结果表明,流域强降雨过程、上中下游干支流频繁的洪水遭遇是南京站高水位形成的核心因素,下游潮水位偏高、城市排涝显著增强等对南京站高水位的形成也有一定促进作用,上中游水库群拦洪削峰是控制南京站未超保证水位的关键。

海平面上升对黄浦江1000年一遇高潮位影响研究——基于马尔科夫链蒙特卡罗法

为了研究海平面上升对黄浦江1000年一遇高潮位的影响,以吴淞站为代表,采用马尔科夫链蒙特卡洛法预测模拟了500组吴淞站未来30年年最高潮位序列,在序列生成过程中逐年考虑海平面上升的影响,根据生成的序列对其影响进行计算分析。结果显示,采用马尔科夫链蒙特卡洛法预测的多组吴淞站30年后1000年一遇高潮位符合P-Ⅲ分布;海平面上升能显著改变预测1000年一遇高潮位的频率分布,主要为增加较高高潮位出现的概率,降低较低高潮位出现的概率,整体上提升分布的均值。总体上,海平面上升引起吴淞站未来30年6.6 m以上1000年一遇高潮位出现的概率增加14%,1000年一遇高潮位均值抬升约4 cm。

杭州湾年最高潮位时空变化及其抬升原因分析

基于杭州湾实测潮汐资料,对杭州湾年最高潮位时空变化、成因及影响因素进行了系统分析。结果表明:杭州湾年最高潮位呈波动式抬升,上升速率为0.95-1.84 cm/a,且湾顶大于湾中,湾中大于湾口;年最高潮位出现在8月的次数最多,其次是7月、9月和6月;乍浦站年最高潮位中受台风暴潮影响的占59%,出现在大潮期的占95%;治江缩窄一方面引起天文潮高潮位抬高,另一方面引起增水增大;20世纪80年代以来,影响杭州湾的台风强度增大和不利台风路径增多也引起增水增大;平均海平面上升加剧了杭州湾年最高潮位的抬升。

近年风暴潮对山东海岸及海岸工程的影响

讨论了风暴潮对山东海岸的侵蚀及近年来山东海岸工程破坏的原因 ,并着重指出 ,采用较短年限潮位资料导致校核高潮位偏低是海岸工程破坏的重要原因之一。建议利用长系列资料重新推算不同重现期的校核高潮位。本文推荐胶州湾附近的 50年一遇的校核高潮位为 5.54m。

平均高潮位记录分析淤泥质海岸的相对海面变化——以江苏淤泥质海岸为例

在研究相对海面变化时,常常用实测潮位记录来分析相对海面的变化速率。淤泥质海岸的验潮站多设在入海河流的闸下。由于拦门沙发育等因素的影响,闸下测到的潮位不能准确反映低潮时的潮位变化,因此常常采用平均高潮位记录来分析相对海面的变化。本文通过对平均高潮位、平均潮位和平均海平面之间关系的统计分析,得出平均高潮位与平均潮位以及平均海平面变化速率之间的关系。并对江苏沿海6个验潮站33a的潮位记录进行分析,得出江苏沿海此期间的相对海面变化速率为0.29～1.00cm/a。

长江南京潮水位站近百年高潮位变化特征及成因分析

为研究南京站多年来年最高潮位的变化特征,根据水文变异综合诊断方法,分析检验了长江南京站近百年高潮潮位变化的整体趋势;利用db N系列小波变换分析了年高潮潮位变化的局部趋势;利用复数Morlet小波分析了年最高潮位的周期变化规律。分析结果表明,南京站年最高潮位序列总体上无明显趋势变化,局部变化趋势明显;年最高潮位存在5a、11a、42a和63a时间尺度四个主要变化周期。分析结果为认识南京站年最高潮位变化、做好水安全工作以及水资源的开发利用提供相关依据。

沿海城市暴雨-高潮位复合致涝区划研究

由于暴雨和高潮位的共同影响,沿海城市更容易遭受内涝灾害。暴雨和高潮位影响区域致灾因子划分是减灾措施布设的重要因素。本文提出了致灾因子区划方法,并进行了区划方法的效果分析。以海口市主城区为例,基于城市暴雨污水及流域雨洪管理建模软件构建一二维耦合城市内涝模型,计算不同组合工况下的淹没水深和淹没范围,将内涝区域划分为降雨影响区、潮汐影响区和共同影响区,并对三个区域进行了减灾措施优化分析。结果表明,潮汐影响区、共同影响区和降雨影响区距海岸线逐渐变远;降雨影响区布设蓄水池的效益要明显优于潮汐影响区,而潮汐影响区布设止回阀的效益要优于降雨影响区。因此,通过内涝区域划分可以更高效地布设防涝措施。

海平面上升对珠江三角洲地区影响及对策初探

珠江三角洲是我国沿海经济高速发展的地区，但因其地势低平、河网纵横、人口密集、城镇集中，成为我国未来海平面上升影响的主要脆弱区之一。本文利用ＧＬＳ技术和沿海数字高程模型，计算和编绘了在不同海平面上升情景和不同防潮设施情况下，海水可能淹没范围的专题数字图件，并给出了珠江三角洲主要市县的可能淹没面积及脆弱性分析。同时对未来海平面上升对珠江三角洲的影响和主要对策进行了初步探讨。

海平面上升对黄浦江风暴潮水位影响研究

为了模拟海平面上升后的风暴潮位对上海市防洪的影响,建立了黄浦江平面二维潮流-风暴潮数学模型。介绍了模型控制方程、定解条件以及主要参数,并对模型进行了验证。研究表明,黄浦江风暴潮高水位从上游向下逐渐增加;海平面上升后,与风暴潮和天文潮产生非线性作用,引起超高水位,使风暴潮最高水位的增加值大于海平面上升值;超高水位发生的位置和大小与风暴潮特性和海平面上升值有关。研究结果可为上海市的城市防洪提供理论依据。

40万吨级矿石船进出渤海深水航路乘潮问题分析

为保障40万吨级矿石船安全进出曹妃甸港,通过ADCIRC潮位数学模型研究渤海潮波传播规律。结合船舶航行方式,采用多站联合法求取40万吨级矿石船在渤海超长深水航路的乘潮水位。结果表明:40万吨级矿石船在乘潮保证率90%、乘潮时间8h进入渤海水域的乘潮水位为1.0m,乘潮保证率90%、乘潮时间8h驶出渤海水域的乘潮水位为0.2m。可见同一乘潮保证率和时间下的乘潮水位,进入渤海水域明显高于驶出渤海水域;多站联合法确定的进入渤海水域乘潮水位大于单潮站确定的乘潮水位(0.6m);驶出渤海水域乘潮水位小于单潮站确定的乘潮水位(0.7m)。

重现期高潮位在广西全日潮岸段警戒潮位核定等应用中的局限性分析

对广西沿海各验潮站重现期高潮位进行了计算,通过分析传统重现期高潮位计算方法发现该局限性主要为广西全日潮潮汐性质下天文潮与风暴增水叠加概率过低和广西沿海堤防标准普遍偏低所致。根据不同岸线类型,结合海堤实际防御能力、海洋灾害承灾体和风险区划,提出适用于广西的红色警戒潮位核定新方法,对其它全日潮岸段警戒潮位核定和防潮应急管理等提供新的思路。

珠江三角洲潮位时间序列的混沌特性分析

针对珠江河口地区水流受洪水波、潮波共同影响水位变化的复杂问题,为研究其演变特性,以南沙站、三沙口站和万顷沙西站为例,基于历史实测月高潮位数据,重构潮位时间序列相空间,采用自相关系数法求得3个潮位站月高潮位序列的延迟时间,并分别利用G-P算法和主分量分析法分析该序列混沌特性,求得其饱和关联维数。结果表明,月高潮位时间序列具有明显的混沌特性。

长江口咸潮入侵变化特征及成因分析

本文基于海洋站潮位观测数据、海平面变化影响调查信息以及长江口水文站径流量数据等,重点分析了2009−2018年长江口咸潮入侵的变化特征及其影响因素,分析结果表明:(1)长江口咸潮入侵季节变化特征明显。咸潮一般从每年的9−10月开始入侵,翌年4−5月结束。3月咸潮入侵次数最多,达12次。2009−2018年,长江口咸潮入侵次数和咸潮持续时间均呈下降趋势,2009年长江口咸潮入侵次数最多,达13次,时间均发生在10月至翌年的4月;咸潮持续时间年际变化较大,2011年咸潮入侵持续时间最长,累计为55 d。2015−2018年,咸潮入侵次数和入侵持续时间均明显减少,2018年没有监测到咸潮入侵过程。(2)1−4月,长江口处于季节性低海平面期,且同期径流量少,但是受东亚季风影响,持续的增水过程使得增减水−径流量综合影响指数明显偏高,其中1月、2月、3月的影响指数分别为1.5、1.9和1.6,该时段长江口的咸潮入侵过程主要受增减水的影响。5−7月,长江口径流量明显增加,海平面−径流量综合影响指数均小于0,径流的作用强于海水上溯。8月,长江口径流量开始下降,虽然季节海平面较高,但是长江口呈现明显的减水过程,海平面−径流量和增减水−径流量的综合影响指数分别为0.1和−1.6,基本不会发生咸潮入侵。9月,长江口处于季节高海平面期,并且以增水为主,海平面−径流量和增减水−径流量的综合影响指数较大,分别为1.2和1.0,易发生咸潮入侵。10月、11月长江口海平面−径流量的综合影响指数分别为1.5和0.8,径流影响弱于海水上溯,易发生咸潮入侵。(3)2009−2018年发生的48次咸潮入侵过程有2/3恰逢天文大潮。在某些年份长江口沿海基础海平面偏高,若持续增水恰逢天文大潮,则加剧咸潮入侵的影响程度。

钱塘江河口年最高潮位的随机特性

在海塘建设和工程设计中,将年最高潮位系列视为服从某一确定分布的随机变量,并以此为基础为海塘等工程建设提供设计参数。为确证年最高潮位不具有非随机特性,并提高频率分析法推求设计值的可信度,采用序列自相关系数、序列秩号相关系数、序列秩号和、序列秩号与序号的相关系数、序列游程数和序列转折点数等6种非参数假设检验的方法,分析了钱塘江河口8个水位站的年最高潮位系列的随机特性。实例分析的结果表明,提供的假设检验方法对分析水文时间序列的一致性具有实用意义。

威海长会口海湾大桥桥区水域乘潮保证率分析研究

为确定通过拟建大桥的船型,为桥区水域的疏浚提供技术依据,对长会口海湾大桥桥区水域(长会口嘴天然航道)的乘潮保证率进行计算和分析,构建计算模型,并对不同计算方法的结果进行比对。

基于联合分布的珠江口设计潮位过程线方法研究

针对同倍比方法与同频率方法推求设计潮位过程线中的局限性,采用4种边际分布函数对珠江口年最高潮位与年最大潮差序列进行拟合的基础上,选取4种不同的二维Archimedean Copula函数建立珠江口年最高潮位与年最大潮差的联合分布,并分析了高潮位重现期与潮位过程同现重现期的线性关系。结果表明:高潮位与潮差的同现重现期总是大于相应边际分布的重现期,并且随着边际分布重现期的增大,同现重现期增幅也越大,说明较高重现期的高潮位与潮差同时发生的可能性很小;基于高潮位重现期与潮位过程同现重现期的线性关系,采用基于联合分布的方法推求珠江口潮位过程线,推求结果较同频率法更为合理。

日照港石臼港区深水航道改扩建工程乘潮水位研究

从工程的实际情况出发,对长距离航道的乘潮水位进行研究,为工程的决策提供科学依据。

基于Copula函数的设计潮位过程要素组合风险分析

现行推求设计潮位过程大多采用高潮位与潮差同频率放大的方法,未考虑到二者遭遇可能性的大小。采用G-H Copula函数建立了年最高潮位和相应潮差的二维联合分布模型,通过组合风险分析法研究了设计高潮位和设计潮差的组合风险率。以天津港多年实测资料计算分析为例,结果表明:较大重现期的高潮位和潮差同时发生的概率较小,50年一遇高潮位与50年一遇潮差组合的风险率仅为0.05%,同频率设计偏安全,可依据组合风险率适当降低潮差设计标准。所采用的联合分布模型及其应用,在定量分析基础上为设计潮位过程的推求提供了一种新方法。