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河口区斜压梯度对余水位的累积影响及其机制探讨

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海洋学报 2019年第1期41卷 21-31页

作者：杨昊欧素英姚鹏郭晓娟杨清书蔡华阳中山大学海洋工程与技术学院河口海岸研究所广东广州510275 河口水利技术国家地方联合工程实验室广东广州510275

余水位(即潮平均水位)是河口区径潮相互作用的典型结果,研究其形成演变机制对探讨河口区的水资源高效开发利用具有重要科学意义。本文基于不同径潮边界条件下的三维斜压水动力数值模拟及切比雪夫机制分解,初步探讨了概化地形条件下斜压... 详细信息

余水位(即潮平均水位)是河口区径潮相互作用的典型结果,研究其形成演变机制对探讨河口区的水资源高效开发利用具有重要科学意义。本文基于不同径潮边界条件下的三维斜压水动力数值模拟及切比雪夫机制分解,初步探讨了概化地形条件下斜压梯度对余水位沿程变化的影响。数值模拟结果表明:河口区余水位的沿程变化明显受径流量、潮波振幅、辐聚地形及斜压梯度等因素的共同影响,斜压梯度对余水位的影响是一种累积效应且影响区域集中在回水区,同时其影响强度具有明显的大小潮变化、洪枯季变化。利用数值模型提供的水位及流速场信息,通过切比雪夫分解非线性摩擦项分离出控制余水位变化的3个主要因素,即径流、潮流和径潮相互作用因子,并与斜压梯度产生的余水位进行对比分析,结果表明:回水区域余水位主要以径潮相互作用因子为主导;斜压梯度对余水位影响主要体现在小潮期间,有可能成为影响余水位变化的主控因子。

关键词：概化地形余水位斜压梯度切比雪夫分解数值模拟

余水位的主要特性分析及其在海洋测绘中的应用

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测绘通报 2013年第9期 105-107,114页

作者：刘军天津海事局海事测绘中心天津300222

介绍余水位的成因,分析其主要特性:长时间尺度上的偶然性、短期时间域上的连续性和较大空间域上的相关性。基于余水位的主要特性,探讨余水位应用于验潮站潮位数据的粗差探测、修复和潮位推算订正的可行性。结果表明,应用余水位进行潮位... 详细信息

介绍余水位的成因,分析其主要特性:长时间尺度上的偶然性、短期时间域上的连续性和较大空间域上的相关性。基于余水位的主要特性,探讨余水位应用于验潮站潮位数据的粗差探测、修复和潮位推算订正的可行性。结果表明,应用余水位进行潮位数据修复及推算的精度可满足规范要求,具有推广使用价值。

关键词：余水位粗差探测潮位推算

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余水位的内插及其对潮高模型的精化

测绘科学 2007年第6期32卷 94-95页

作者：唐岩暴景阳许军海军大连舰艇学院海测工程系辽宁大连116018

研究并总结出符合余水位特点的两站余水位内插方法,并以此在实验海区建立了余水位场,从而利用所得余水位场实现了对由潮汐场所得的潮高模型的订正,再现了实验海区内的瞬时海面,该方法可为海洋大地测量和海道测量提供精确的垂直基准。通... 详细信息

研究并总结出符合余水位特点的两站余水位内插方法,并以此在实验海区建立了余水位场,从而利用所得余水位场实现了对由潮汐场所得的潮高模型的订正,再现了实验海区内的瞬时海面,该方法可为海洋大地测量和海道测量提供精确的垂直基准。通过实验,在中国东南沿海海区,监控站间距离在300km以内时,恢复的瞬时海面的中误差可在4 cm以内。

关键词：余水位余水位场水位控制

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长江口径潮相互作用下洪枯季余水位变化

长江科学院院报 2023年第6期40卷 29-34页

作者：翟玮张蔚季小梅陈婷河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室南京210024 上海滩涂海岸工程技术研究中心上海200061 河海大学疏浚技术教育部工程研究中心南京210024

余水位即潮周期内的平均水位,是河口径潮动力非线性作用的典型结果。为探究径流、潮汐及其相互作用对余水位的影响,对摩阻项进行分解,通过潮平均摩阻的各分量对余水位的变化展开研究。采用二维水动力数学模型,模拟得到长江口余水位时空... 详细信息

余水位即潮周期内的平均水位,是河口径潮动力非线性作用的典型结果。为探究径流、潮汐及其相互作用对余水位的影响,对摩阻项进行分解,通过潮平均摩阻的各分量对余水位的变化展开研究。采用二维水动力数学模型,模拟得到长江口余水位时空变化特征;利用连续小波变换方法和摩阻计算公式,分析长江口潮平均摩阻的主要来源,建立线性回归模型,通过潮平均摩阻各分量的变化解释余水位的变化。研究结果表明:长江口余水位具有明显的洪枯季变化和大小潮变化特征,洪季余水位沿程增幅更大,大潮时余水位较小潮时更高;长江口潮平均摩阻以径流作用和径潮相互作用产生的摩阻为主,因径流量巨大,前者对潮平均摩阻的贡献始终更大;潮平均摩阻控制余水位,长江口余水位的变化由径流作用控制,在下游站点径潮相互作用的影响不可忽视。

关键词：余水位径潮相互作用潮平均摩阻连续小波变换线性回归长江口

基于集合经验模态分解与BP组合模型的短期余水位预测

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海洋通报 2020年第1期39卷 78-85,110页

作者：屠泽杰邢喆辛明真樊妙卜宪海孙毅山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590 国家海洋信息中心天津300171

水位在忽略观测误差的前提下,可分解为潮位和余水位,后者具有较强的空间相关性以及非平稳特征,是影响水位预报精度的主要因素。港口工程、航运计划编制等方面对实时高精度水位预报具有重要需求,这对余水位预报模型构建提出了更高要求。... 详细信息

水位在忽略观测误差的前提下,可分解为潮位和余水位,后者具有较强的空间相关性以及非平稳特征,是影响水位预报精度的主要因素。港口工程、航运计划编制等方面对实时高精度水位预报具有重要需求,这对余水位预报模型构建提出了更高要求。另外,利用高精度余水位预报模型可减少验潮站布设数量。针对余水位短期预测模型精度不高的现状,本文对余水位进行集合经验模态(EEMD)分解,获得余水位在时间序列上的本征模函数(IMF);使用快速傅立叶变换(FFT)分析各本征模函数的频谱特征;再利用BP神经网络对各个本征模函数进行训练,预测了未来6 h、12 h、24 h的余水位值。对哥伦比亚河下游河口处的3组典型验潮站的余水位数据的预测结果表明,在未来6 h、12 h内的余水位的预测精度达到厘米级,在24 h内接近厘米级,证明了该组合模型在余水位短期预测方面的可行性。

关键词：海洋测绘余水位集合经验模态分解 BP神经网络短期预测

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优化短期余水位组合预测模型

测绘通报 2022年第3期 96-100页

作者：冯俊俊周立欧阳犬平周珍江苏海洋大学江苏连云港222005

针对现有非稳定非线性余水位预测模型较少和精度较低的问题,本文研究基于MEEMD算法与遗传优化BP神经网络的余水位组合预测模型。利用夏威夷岛4个长期验潮站获取的余水位时序数据,首先采用遗传算法MEEMD对余水位时序数据进行处理分析,得... 详细信息

针对现有非稳定非线性余水位预测模型较少和精度较低的问题,本文研究基于MEEMD算法与遗传优化BP神经网络的余水位组合预测模型。利用夏威夷岛4个长期验潮站获取的余水位时序数据,首先采用遗传算法MEEMD对余水位时序数据进行处理分析,得到较为稳定的余水位IMF分量;然后将经过遗传算法优化后分解的较为稳定的各个IMF分量作为BP神经网络预测模型的输入变量,分别建立12、24、48 h短期余水位的MEEMD遗传算法优化BP神经网络预测模型。通过与非优化BP神经网络预测模型结果进行对比分析,结果表明,优化前后均方根误差的偏差最高达2.03 cm,验证了预测24 h内的短期余水位仍保持其相关特性。该组合预测模型对于分析余水位变化规律和潮汐预报的精度、水位改正等均有重要意义。

关键词：总平均经验模态分解遗传算法余水位 BP神经网络

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长江口余水位时空变化及其成因

华东师范大学学报（自然科学版） 2021年第2期 12-20页

作者：杨正东朱建荣宋云平顾靖华上海市崇明区水文站上海202150 华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200241

利用2016年和2017年长江口南支崇西、南门和堡镇水文站逐时水位资料,大通水文站逐日平均径流量和崇明东滩气象站风速风向,分析了余水位的时空变化及其成因.结果表明,在这3个水文站中,各月余水位崇西水文站最高,堡镇水文站最低;各水文站... 详细信息

利用2016年和2017年长江口南支崇西、南门和堡镇水文站逐时水位资料,大通水文站逐日平均径流量和崇明东滩气象站风速风向,分析了余水位的时空变化及其成因.结果表明,在这3个水文站中,各月余水位崇西水文站最高,堡镇水文站最低;各水文站余水位的落差在低径流量期间较小,在高径流量期间趋大.径流量越大,上下游余水位落差越大.在2016年,崇西、南门和堡镇水文站2月余水位最低,量值分别为2.09 m、1.96 m和1.93 m;7月达到最大,量值分别为2.91 m、2.62 m和2.50 m.余水位主要是由径流量决定的,风况也是导致余水位变化的一个重要原因.南风导致余水位下降,北风导致余水位上升.在2017年,月平均余水位最小值出现在12月,崇西、南门和堡镇水文站量值分别为2.04 m、1.91 m和1.87 m,是由全年最低径流量导致的;月平均余水位最大值出现在10月,量值分别为2.79 m、2.58 m和2.49 m.尽管10月径流量比7月低了24214 m3/s,但余水位比7月还高,原因是10月中下旬持续的强偏北风,产生了强烈的向岸艾克曼水体输运,导致水位上升.长江口余水位时空变化显著,在工程设计和理论研究中需要考虑.

关键词：长江口余水位时空变化径流量风况

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长江口余水位时空变化的数值模拟和分析

华东师范大学学报（自然科学版） 2021年第4期 121-133页

作者：宋云平朱建荣华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200241

应用严格验证过的河口海岸三维数值模型,模拟了长江口余水位的时空变化,分析径流、潮汐和风应力对余水位的影响,揭示了余水位变化的动力机制.长江河口余水位的空间分布和随时间变化过程主要是受径流影响,其次是受风的影响.余水位上游大... 详细信息

应用严格验证过的河口海岸三维数值模型,模拟了长江口余水位的时空变化,分析径流、潮汐和风应力对余水位的影响,揭示了余水位变化的动力机制.长江河口余水位的空间分布和随时间变化过程主要是受径流影响,其次是受风的影响.余水位上游大于下游.全年最高余水位出现在9月,徐六泾、崇西、南门、堡镇和深水航道北导堤东端分别为0.861 m、0.754 m、0.629 m、0.554 m和0.298 m.最低余水位徐六泾和崇西出现在1月,分别为0.420 m和0.391 m;南门和堡镇出现在2月,分别为0.313 m和0.291 m;深水航道北导堤东端出现在4月,量值为0.111 m.北支余水位低于南支,原因在于进入北支的径流量少.南港的余水位大于北港,同一河道内南侧的余水位大于北侧,原因在于径流受科氏力作用右偏.对比仅有径流、潮汐和风的数值试验结果,对余水位作用最大的是径流,其次是潮汐,最小的是风.月平均径流量7月达到最大,会导致最高余水位,但期间为东南风,产生的余水位十分微小.9月盛行的北风产生向陆的Ekman水体输运,会引起河口余水位上升,且期间径流量仍处于高值区,两者相互作用,导致整个河口全年最高余水位出现在9月.

关键词：余水位径流潮汐风长江口

近年珠江三角洲洪季余水位和潮差的演变特征研究

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中国农村水利水电 2021年第7期 19-23页

作者：杨易贺涛四川水利职业技术学院成都611231 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065

珠江三角洲径潮动力受高强度人类活动的干扰,发生了与自然演变截然不同的变化。为探明近年来珠江三角洲河网内径流与潮汐动力特征的演变,基于珠江三角洲“997”和“177”两场洪水的逐时水位流量资料,采用傅里叶变换方法,获取水位时间序... 详细信息

珠江三角洲径潮动力受高强度人类活动的干扰,发生了与自然演变截然不同的变化。为探明近年来珠江三角洲河网内径流与潮汐动力特征的演变,基于珠江三角洲“997”和“177”两场洪水的逐时水位流量资料,采用傅里叶变换方法,获取水位时间序列中的余水位(低频)和潮汐(高频)成分进行对比分析。结果表明:马口、三水断面余水位-流量关系曲线下移,同流量下余水位明显降低,而三角洲下游口门附近余水位略有抬升,使得河道沿程余水位比降变缓,河网内水深增大导致潮汐向上游传播的阻力变小,潮差衰减率也相应减小。近年来三角洲上游水库建设和河网内大范围的航道整治工程导致的河网河道地形下切是径潮动力发生上述变化的主要原因。

关键词：珠江三角洲余水位潮差人类活动