丹东潮水位站高低潮位预报的修正与应用.pdf

史凯丰（辽宁省丹东水文局，辽宁 丹东 118001）摘 要为了开展丹东潮水位站潮汐预报的修正值研究，文中通过对近3年水位站各月潮位预报值与实际发生潮位的对比统计分析，提出了各月潮汐预报的修正值，提高了丹东潮水位站高低潮位预报的精度，形成简单准确的预报修正方法，对丹东城区防洪安全及航道通行安全具有重要意义。关键词潮汐预报；修正值；丹东潮水位站中图分类号 TV12.4文献标识码B文章编号 10020624（2023）08002502丹东潮水位站高低潮位预报的修正与应用1 概 述丹东潮水位站位于丹东市城区沿江路中部，设站主要是为研究丹东地区潮汐变化1，并为防汛及河道航运提供潮位资料。丹东潮水位站大小潮每月随日期不同而周期变化，其潮龄约为3 d，大潮一般发生在朔、望后3 d，即农历初三和十八日；小潮一般发生在上弦、下弦后 23 d，即农历初九、初十和二十四、二十五日。丹东潮水位站潮水位预报表的准确性，对丹东市城区2防洪安全及航道通行3安全具有重要意义。2 潮汐预报情况潮汐预报是对一定海区在未来一定时间内的潮汐涨落情况进行的推算和预报4，5。预报内容包括逐日的高潮和低潮高度及出现时刻。根据拟预报海区的实测潮汐资料进行潮汐调和分析，求得各个分潮的调和常数，用以推算将来一定时间内的各个分潮的变化情况，再将各分潮6叠加，即求得将来一定时间内的潮位变化，据此就可以进行潮汐预报。按照预报精度要求的不同，可以采用短至一个月，长至一年以上的潮汐连续观测资料求取调和常数，进行潮汐预报。丹东潮水位站现潮汐预报表为国家海洋信息中心编制发行的年度潮汐表。3 修正方法丹东潮水位站位于丹东市主城区段，地理位置突出，其潮位变化预报主要应用在航运、防洪等方面，近年随着下垫面情况及上游来水的持续减少，在实际应用过程中出现潮位预报偏差7较大问题，影响航运通行及防汛调度。本文通过实际发生潮位与预报潮位的对比分析，根据统计结果分析相关误差来推求修正系数，寻求合理的修正值，以提高丹东潮水位站长期预报潮位的准确性，为航道航行提供水位依据，提高航行的安全性。通过分析近3年的丹东潮位站记录资料（剔除受洪水影响的数据），计算每年2月至9月期间潮汐预报值与丹东潮水位站实测值之差，分别统计每月高低潮差值的最大值、最小值、平均值。以各月平均差值作为各月改正值，对预报值进行修正8，9（见表1），以提高潮汐预报精度。4 预报成果对比通过对重新修正预报值与实测值进行对比分析，求得各月修正后的平均误差值（见表1）。从表1可知，20172019年2月至9月的各月误差最大值、最小值比较接近，说明各月预报潮位规律与实际发生潮位变化规律基本一致。采用各月高低潮误差平均值对预报值修正后，预报潮位平均误差值明显下2023年第8期水文水资源东北水利水电 25降，高潮平均误差由原来的-0.250 m降到-0.003 m；低潮平均误差由 1.220 m 降到 0.030 m，其各月平均误差接近 0，修正后预报潮位接近实际发生潮位，修正方法提高了丹东潮水位站潮汐预报精度，见图1。图1 丹东潮水位站潮汐预报与实际发生潮位过程图5 结 语潮汐预报是根据各潮位站实测潮汐资料进行潮汐调和分析，来推求一段时期的预报值。现阶段丹东潮水位站潮汐预报偏差较大，主要原因是潮汐预报推求采用资料不全。近几年由于河流上游降雨持续偏少，各水库拦蓄水量减少，下泄流量也随之减少。通过以上统计分析，高潮预报值平均误差为-0.250 m，低潮平均误差为1.220 m；在高潮时，天然正常来水情况下，潮汐上溯动能影响较小，低潮影响较大10。下游河道的冲於变化对河道的泄洪能力影响较大11，近几年，河道整治清淤工程提高了丹东潮水位站下游的河水下泄能力12。上文对20172019年期间高低潮各月的修正预报成果与实际发生潮位拟合分析表明效果较好，但实际应用中每月不同值修正较繁琐，建议全年采用高低潮两个平均修正值进行全年各月修正。其高潮修正值为-0.250 m，低潮修正值为1.220 m。潮汐预报表修正值应采用近几年数据进行滚动累计分析修正13，以提高潮汐预报规律及对近年河道下垫面变化的适应，提高预报精度。同时，在潮高预报模式中，除了天文潮变化规律外，还应增加一些反映气象因素季节变化的气象潮规律研究。对一些非周期性的水位变化14，如风暴潮引起的增减水现象，则要结合短期的突变气象因素进行风暴潮预报。参 考 文 献1张嘉军.大沙河东尧桥至河口段水面线计算水利规划与设计，2017（5）：38-40.2潘琼芝.鸭绿江丹东地区防洪护岸工程建设思考 J.水利技术监督，2018（3）：162-163.3余尚合.鸭绿江防洪护岸工程关键技术研究及应用 D.大连：大连理工大学，2018.4王林波.基于改进的OLS-RBF模型的感潮河段潮位预测研究 J.水利规划与设计，2017（6）：51-54.5孙毅.基于自动分潮优化技术的辽东地区感潮河段河口区潮汐规律模拟研究 J.水利技术监督，2018（3）：134-136.6孙王月.基于组合频率方法的感潮河段分期设计潮汐要素研究 J.水利技术监督，2019（1）：93-96.7张青山，刘智力，鲍志伟，吴慧秀，杜中.鸭绿江感潮河段洪水预报模型的修正 J.辽东学院学报（自然科学版)，2012，19（2）：94-97.8祁祥礼.走航式ADCP技术在鸭绿江感潮河段流量测验中的应用 J.硅谷，2013，6（9）：96-97.9刘智力，任海青.鸭绿江感潮段潮流型态分析 J.东北水利水电，2002，20（3）：24-27.10曾强，董晓华，刘冀，孙周亮，成洁，时磊，李英海.基于Copula函数的感潮河段洪潮遭遇组合风险分析研究J.水文，2019，39（2）：1-6.11张卫国，赵思远，顾巍巍，郝振纯.感潮河段双向波退水曲线耦合模型研究 J.中国农村水利水电，2017（9）：109-111.12于德全，顾燕平，梁凤利，金鑫.基于GTS的中朝界河鸭绿江流域水情报汛技术研究 J.水利信息化，2015（6）：54-57.13张亮，刘月，李富祥，刘敬伟，程岩.鸭绿江河口水文特性对丹东市城市空间格局演变的影响 J.经济地理，2010，30（7）：1107-1111.14宋辉，王秀英，鸭绿江下游年最大流速概率分布选型及参数估算 J.青岛科技大学学报（自然科学版），2016，2016，37（2）：233-236.表1 丹东潮水位站潮汐预报修正值分析表月份23456789平均潮汐预报高潮误差最大值0.1800.2900.4500.2800.1300.0500.1900.2800.231最小值-0.670-0.760-0.880-0.770-0.760-0.610-0.880-0.760-0.761平均值-0.210-0.190-0.270-0.280-0.190-0.210-0.350-0.320-0.253高潮修正后预报平均误差值-0.0800.0800.050-0.0700.0200.030-0.0800.030-0.003潮汐预报低潮误差最大值0.9301.0300.3600.7100.9200.6500.3600.7100.709最小值1.6501.7301.6701.6601.6801.5901.6700.6601.539平均值1.1501.3701.1001.2001.3001.3801.0701.2101.223低潮修正后预报平均误差值-0.0400.080-0.0500.0600.0600.0100.0500.0700.030cm注：实际潮位=预报潮位-修正平均值4.005.002.001.00-1.0003.0010203040原高潮预报值高潮实测潮位值高潮修正预报值原低潮预报值低潮实测潮位值低潮修正预报值序列潮位/m收稿日期 2023-04-13东北水利水电水文水资源2023年第8期 26