宁波北仑崎头角附近海域潮汐潮流特征分析

侯伟芬，吴俊开

（浙江海洋学院水产学院，浙江舟山　316022）

宁波北仑崎头角附近海域潮汐潮流特征分析

侯伟芬，吴俊开

（浙江海洋学院水产学院，浙江舟山316022）

在调查海域实测了潮汐和潮流数据，分析了该海域潮汐特征和潮流特征，结果表明：调查海域的潮汐属非正规半日混合潮，大潮期间的日不等现象较小潮期间大，15 d实测潮位的平均潮差2.48m，为中等强潮区，平均涨潮历时5 h 36 min，落潮历时7 h 28 min，潮位与潮流变化基本同步；潮流以往复流为主并伴有旋转性质的混合流态，实测流向以南向为主，涨潮流速大于落潮流速。

潮汐；潮流；涨潮；落潮；往复流

1　概述

崎头角位于宁波穿山半岛东侧，北面相隔螺头水道与舟山岛相望，南侧隔佛渡水道与六横岛相邻，东侧隔崎头洋与桃花岛、虾峙岛相望。崎头洋是崎头角与舟山群岛围成的相对比较开阔的水面。通过螺头、虾峙门、佛渡等水道与外海相连。

1.1测站设置

测验海区位于宁波穿山半岛东侧崎头洋海域，位于洋小猫岛的西南侧，如图1，在附近海域布设1、2、3共三条定点水文动力测验垂线，在六横岛设置临时潮位站1座，定点测站的观测坐标见表1。

表1　观测站位和观测项目Tab.1　Observe stations and projects

图1　调查海域地理位置图Fig.1　Geographic position of the survey sea area

1.2内容和方法

项目包括定点流速流向观测、潮位观测。具体方法如下：

（1）潮位

潮位资料引用六横长期自动站资料，与潮流观测同步，保证包含测流周期在内的15 d潮位资料。

（2）潮流

①站位布设：共布设3个水文动力测站。

②观测仪器：使用SLC9-2直读式海流计观测。

③观测项目：流速、流向。

④观测层次：采用六点法分层观测，即表层、0.2 H、0.4 H、0.6 H、0.8 H和底层（H为测站相对水深）。流速、流向每小时测1次，涨、落急，涨、落憩时加测。若遇流速、流向异常，则及时加测，以核实实测数据。

⑤观测方法及要求：全潮26 h观测。各垂线点观测的第一个记录在正点前测完，最后一个记录在正点后测，以保证每个全潮（两涨两落）的正点记录。每次观测在正点、半点前5 min开始。测流避开过往船只所引起的涡流。

（3）水深

①使用仪器：绞车、计数器和铅鱼。

②观测方法及要求：用钢丝绳测深，每小时1次，第一个记录正点前15 min开始观测，其余观测时间同测流。

③单位（m）取小数一位。

1.3调查时间

大潮：2015年7月1日1400时-2015年7月2日1500时（农历五月十六日至五月十七日）。

小潮：2015年7月7日1030时-2015年7月8日1200时（农历五月二十二日至五月二十三日）。

2　潮汐特征

调查海区的潮振动主要是由太平洋潮波引起的协振动形成。控制本海区潮波运动的是以分潮（主要月球半日分潮）为主的东海前进波系统。西北太平洋的半日潮波以东南-西北向传入浙江东北部外海，进入调查海区。日潮波（分潮为主）也以这一方向传入。潮波进入舟山群岛附近海域后，由于地形和底摩擦等条件影响，潮波发生变形，波形、波速和浅水分潮等发生变化。

2.1潮汐类型

本次调查潮汐观测为15 d，故以附近海域潮汐历史资料进行分析，按0.5≤（HO1+HK1）/HM1＜2.0的判据［1］（表2），调查水域的潮汐属非正规半日混合潮类型，其实质还是半日潮盛行，以“一日两度”的半日潮为主。

表2　潮汐类型一览Tab.2　Types of tide

图2　潮位过程线图Fig.2　tidal level process

2.2潮位过程线

本次潮位引用了六横长期自动潮位站资料。引用潮位序列为6月28日00：00时至7月12日23：00时，15 d潮位资料涵盖了水文动力测验时间。潮位基准面为水尺零点，潮位过程曲线见图2。从图2潮位过程曲线可以看出：潮位有日不等现象，每天的第一次高潮（低潮）与第二次高潮（低潮）潮高基本上不相等，这种现象是由月球赤纬的变化引起的，由图中可以看出，大潮期间的日不等现象较小潮期间明显大。

2.3实测潮汐特征

本次水文测验期的潮差是一年中潮差较高的季节，根据15 d实测潮位资料统计得调查海区实测潮汐特征见表3，实测潮位的平均潮差2.48m，最大潮差3.85m，最小潮差0.65m，本海区为中等强潮区［2］。

测验水域涨、落潮历时不等主要依赖两个因素：浅水分潮M4与主太阴半日分潮M2的振幅与迟角之间的相互关系；岛屿及水道地形作用下涨、落潮的路由。落潮历时长于涨潮历时是宁波-舟山海域较普遍的现象，本次验潮的平均涨潮历时5 h 36 min，平均落潮历时7 h 28 min，符合本地区普遍规律。

流速的大小与潮差密切相关，且成正比。本次水文测验期间大潮的平均潮差为259.5cm、小潮为282.5cm（表4），小潮期平均潮差比大潮期略大，这与小潮观测期前的台风影响有关。

表3　调查海区15 d实测潮汐特征值Tab.3　Actual tide characteristics for 15 days of the survey sea area

2.4潮位与潮流的位相关系

东海前进潮波从虾峙门、条帚门等水道进入工程水域，因岛屿环绕、水道交错，加之潮波在传播过程中的摩擦效应，调查水域的潮波属以前进波为主的变态潮波，潮位与潮流同步过程线如图3所示。

涨、落潮最大流速一般发生在高、低潮前2～3 h，涨、落潮憩流一般发生在高、低潮位后1 h。

表4　大、小潮平均潮差Tab.4　Average tidal range of spring tide and neap tide

3　潮流特征

图3　潮位与潮流（垂线平均）同步过程线图Fig.3　Synchronizing process of tidal level and tide current

3.1流路

东海潮波以前进波的形式，由东南向西北挺进，传至舟山群岛附近，受岸壁阻碍、岛架堵截和地形制约的作用，多沿水道或岸线走向传播。

测验海区位于穿山半岛东侧的崎头洋海域，崎头洋是由岛链和半岛围成的水域，主要以水道与外海相连，受其影响，测验水域的涨、落潮流流路大致如下：

涨潮流时外海潮波崎头洋东部的牛鼻山水道、虾峙门等水道传到测验海域，受穿山半岛作用分别从螺头水道和佛渡水道传出。落潮流时则与涨潮流相反。

本次定点潮流测验点布设于穿山半岛顶端，东北方1 km处有洋小猫岛影响，且本次布点离岸较近，3个测站离岸均不到100m，受局地地形影响较大，测站附近潮流流路与崎头洋流路相差较大。

3.2实测潮流分析

为能直观地反映本次实测潮流的性质，根据3个测站大、小潮期的连续实测资料绘制了流矢图（图4、图5）及统计得到了各潮汛期间的平均流速（表6），最大流速统计（表7），涨落急3 h平均流速统计（表8）等。

由于测验区域位于离岸较近区域，且为潮流转向区，涨落潮流较难判断，为叙述方便，结合实测流向分布情况，我们以实测流向来判断涨落潮，设定向南流向为涨潮流，向北流向为落潮流［3］，具体涨落潮分界流向见表5。

表5　涨落潮分界线（D为流向，单位：°）Tab.5　Direction of flooding tide and falling tide

3.2.1潮流矢量图

潮流矢量图是能直观反映出测验海区一个潮周期内潮流运动方向与流速强弱变化的表现形式之一。根据大、小潮期间各条垂线各层次及垂向平均的实测流速、流向资料绘制了定点测站的潮流矢量图（图4、图5）。

图4　大潮流速矢量图Fig.4　Current velocity of spring tide

图5　小潮流速矢量图Fig.5　Current velocity of neap tide

从图中可清晰看出：

（1）测验海域各条垂线上的海流以往复流为主并伴有旋转性质的混合流态。

（2）3个站由于位置不同流向有所差异。

（3）大潮期间，1号点的往复流较明显；小潮期间，2号站的往复流较明显。

（4）各测站实测流向以南向为主。

3.2.2潮流的流速、流向分布特征

（1）潮流的时间变化特征

潮流的时间变化分布特征主要反映在潮流随潮汛的变化及涨、落潮流的变化特征上。

由于本次测验大潮期与小潮期潮差平均相差不大，大小潮期的流速变化不太明显，具体来说，1号站落潮时小潮流速大于大潮，涨潮流速大小潮无明显差异；2号站大潮平均流速略大于小潮；3号站流速大潮流速大于小潮。

从各测点全潮而言，2号点平均流速最大为36cm/s，3号站次之为30cm/s，1号点较小为24cm/s。涨潮流速均大于落潮流速。

表6　实测各分层平均流速流向Tab.6　Average actual velocity and direction of layers

从实测最大流速来看，全海区最大实测流速为116cm/s，对应流向171°，出现在1号站表层，其次分别为2号站115cm/s，3号站106cm/s。从层次看最大流速均出现在表层和0.2 H层，基本呈现出表层大，底层小的规律，仅有2号站个别潮次出现在0.8 H和底层；从潮次看1号站小潮大于大潮，2号站大潮略大于小潮，3号站大潮大于小潮。从潮型看1号站涨潮大于落潮，2号3号站分别为大潮期涨潮大于落潮，2号站小潮期落潮流速大于涨潮流速，3号站小潮期涨潮流速大于落潮流速。各站实测最大流速对应流向落潮大多为9°～29°，涨潮流向大多为162°～180°，3号站落潮流向在331°～9°，最大流速对应流向相对集中。具体见表7。

图6　流向频率分布图Fig.6　Current direction frequency

涨落急3 h平均流速统计（表8）表明：最大流速出现在2号站小潮，为113cm/s；1号站大潮流速在17～58cm/s之间，小潮在38～74cm/s之间；2号站大潮流速在56～92cm/s之间，小潮在56c～113cm/s之间；3号站大潮流速在17～84cm/s之间，小潮在25～75cm/s之间；涨落急3 h平均流向1号站和2号站涨潮为144°～201°之间，落潮流向为3°～36°；3号站涨潮平均流向在152°～201°之间，落潮流向为190°～339°。

（2）流向分布特征

为能掌握观测区流向全貌，我们对3个测站各414个时次实测流向进行了统计，结果见表9和图6，其中表9按方位统计，图6按5度统计。

表7　实测最大流速流向Tab.7　Actual maximum current velocity and direction

表8　实测涨落急3 h平均流速流向Tab.8　Actual 3 hours rapid current's average velocity and direction of flooding tide and falling tide

表9　流向各方位分站频率Tab.9　Current direction frequency

根据统计结果显示，1号站涨潮主流向为S和SSW，分别占17.15%和18.6%，其次为落潮主流向N方位，占13.04%；2号站实测涨潮主流向为S和SSW方位，分别占27.78%和16.67%，其次为N和NNE，3号站的涨潮主流向为SSE和S，分别占18.12%和17.39%，落潮主流向为NNW，仅占5.31%。总体看，涨潮主流向频率远大于落潮主流向频率。

3.2.3涨、落潮流历时

由表10涨、落潮流历时统计可见，测区具有涨潮流历时长于落潮流历时的明显特征。如1号站大、小潮涨潮流历时分别为9 h 24 min、7 h 22 min，落潮流历时分别为2 h 46 min、4小时22分；2号站大、小潮涨潮流历时分别为9 h 02 min、8 h 58 min，落潮流历时分别为2 h 43 min和3 h 45 min；3号站大、小潮涨潮流历时分别为10 h 32 min、10 h 48 min，落潮流历时分别为1 h 34 min和1 h 23 min。

表10　各测站大、小潮垂线平均的涨、落潮流历时的统计Tab.10　vertical average duration time of spring tide and neap tide

4　结论

综合以上分析，得出以下结论：

（1）调查海域潮汐类型为非正规半日混合潮类型。

（2）实测流速涨潮流大于落潮流，实测最大流速116cm/s，对应流向为171°，各测站主流向均落在SSE、S、SSW方位，且流向频率集中在144°～201°之间。

（3）测验海域各条垂线上的实测海流以往复流为主并伴有旋转性质的混合流态，且各测站实测流向以南向为主。

（4）各测站涨潮历时明显大于落潮历时。

（5）测区潮流类型为非正规半日浅海潮流和正规半日浅海潮流；潮流运动形式为以往复流为主，伴有明显旋转流；垂向平均最大可能海流流速为112cm/s，对应流向为192°，与涨潮流方向一致。

（6）1号站大潮期落潮和涨潮最大流速对应的流向分别为356°和196°；小潮期落潮和涨潮最大流速对应的流向分别为14°和185。2号站大潮期落潮和涨潮最大流速对应的流向分别为39°和184°；小潮期落潮和涨潮最大流速对应的流向分别为18°和189°。3号站大潮期落潮和涨潮最大流速对应的流向分别为17°和180°；小潮期落潮和涨潮最大流速对应的流向分别为346°和163°。

涨落急三小时平均流向1号站和2号站涨潮流向为144°～201°，落潮流向为3°～36°；3号站涨潮平均流向在152°～201°，落潮流向为190°～339°。

［1］方国洪，郑文振，陈宗镛，等.潮汐和潮流的分析和预报［M］.北京：海洋出版社，1986.

［2］郭禹.航海学［M］.大连：大连海事大学出版社，2005.

［3］国家海洋局第一海洋研究所，国家海洋局第二海洋研究所.GB/T 12763.2-2007海洋调查规范第2部分：海洋水文观测［S］.北京：中国标准出版社，2008.

Characteristic Analysis of Tide and Tidal Current about the Horn of Qitou Surrounding Waters in Beilun，Ningbo

HOU Wei-fen，WU Jun-kai
（Fishery School of Zhejiang Ocean University，Zhoushan316022，China）

The article analyzes the character of the tide and tidal current in survey sea area by actual measurement data.The results are that the survey sea area is informal semidiurnal mixed tide，the diurnal inequality in spring tide is more remarkable than in neap tide，the average tidal range is 2.48 meters by 15 days'actual tidal levels and it belongs to moderate intensity tide，the average duration of flood tide is 5 hours 36 minutes，the average duration of falling tide is 7 hours 28 minutes，the tide and the tide current are always synchronous.The tide current is principal reversing current with a bit rotating current，the actual current direction is mainly south，the flood strength is higher than the falling strength.

tide；tide current；flooding tide；falling tide；reversing current

P731.23

A

1008-830X（2016）02-0137-07

2016-01-22

侯伟芬（1970-），女，浙江舟山人，副教授，研究方向：海洋资源与环境.