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目 录

第1章 长江口概述 5

1.1地理位置及概述 5

1.2气象特征 6

1.3水文动力 6

第2章 风场统计 7

2.1风场资料 7

2.2常风向 7

2.3强风向 8

2.4平均风速 9

第3章 波浪统计 10

3.1波浪资料 10

3.2常浪向 11

3.3强浪向 12

3.4平均周期 13

3.5平均波高 14

3.6推求设计波高 14

第4章 潮汐统计 17

4.1潮汐的特征值 17

4.2潮汐类别及判别 17

4.3设计潮位的推算 18

4.3.1设计高、低水位推算 18

4.3.2极端高、低水位推算 20

4.3.3乘潮水位推求 24

第5章 结论与展望 25

5.1研究结论 25

5.2研究特色与创新点 26

参考文献 26

致谢 27

长江口海洋水文数据分析

林冲

，China

Abstract：This article uses EXCEL, MATLAB, CorelDRAW and other software to analyze the observed marine hydrological data at a site in the Yangtze River estuary in January 2003. The main research includes three aspects: (1) Through the consolidation and statistical analysis of the basic data of the wind field, the The Yangtze River estuary has normal NNE and strong wind direction in January; (2) By statistically arranging the wave data, the constant wave direction is ENE. At the same time, the wave height is deduced using the least squares method and the average wave height and average cycle time are calculated. The characteristics are analyzed; (3) Using the method of cumulative frequency curve of high and low tides, the extreme high and low tide levels in the Yangtze Estuary are 620 cm and 58 cm, respectively; the extreme high and low water levels for the 50-year return period using the P-III principle are 801 cm. And 274cm, and the use of extreme low tide P-III curve and the Gumbel curve to verify; the final two hours, three hours by the tide level to derive the result is 459cm and 435cm. These basic data can provide a theoretical basis for the construction of various coastal projects in the Yangtze Estuary.
Key words：Yangtze Estuary; Ocean hydrology; design wave height; tide

第1章 长江口概述

1.1地理位置及概述

河口是海洋与陆地、人类活动与自然相互作用过程中最为强烈的区域，其区域的海洋水文特征，对相关的人类活动——防波堤工程、桥梁工程、航运工程以及港口建设等具有重要影响。

长江河口位于长江与东海的交接地段。首先广义的长江河口区段：自安微大通向下至外水下的三角洲前缘（30-50m等深线附近），长700km^[1]。如果依据河槽演变特性的差异和动力条件，长江河口区则可分为三个区段：（1）大通至江阴，长400km，河槽演变受径流与边界条件控制，较多江心洲河型，即河流近口段；（2）江阴至口门，长240km，受径流与潮流共同作用，河槽分叉较为多变，即河流河口段；（3）口门向外至水下30-50米等深线附近，主要受潮流作用，水下三角洲发育，即口外海滨段。然后，自20世纪60年代徐六泾节点形成后，徐六泾就成为了长江口南支和北支分汊的起点，同时又作为弱潮河段的分界点。因此，此节点可作为长江河口段的上界，然而考虑到自然条件与工程作用下河床地形变化的范围，长江口下界可取拦门沙浅滩外缘15m等深线的附近。（一般无特别说明指狭义的长江口，如图1.1所示）

图1.1 长江口示意图

随着人类开发海洋资源脚步的加快，所需要的海岸及海洋工程建设逐渐增多。长江三角洲地区包括苏南、上海、杭州湾等港口，也是航运较为频繁的港口地区。近年来，长江口地区建设快速发展，沿海主要工程包括海港管理，河口管护，海岸保护及疏浚，潮汐发电，环境保护，渔业等项目。然而由于复杂的水下地形和径流入海影响，海浪、海流和潮汐等都显著变形。因此形成涌潮、破波、沿岸流和沿岸漂沙等较为恶劣海况，如果发生风暴潮长江口的海况更险恶，则使附近海岸工程受到重大冲击，甚至造成严重破坏。同时寒冷区域还会受流冰、冰冻等影响。因而在发展过程中，对长江口区域相关的海洋水文数据进行分析，可以为其周边海岸工程建设提供一份可行性论证数据报告，显得尤为重要。

1.2气象特征

长江口地区处于中纬度东亚季风盛行区，冬季寒冷，夏季炎热，四季分明。 该地区受季风影响。 当年最盛行的风向为东南和西北风向，东南风最大，但西北风的平均风速大于东南风，风向随季节而变化。

雨：年平均降水量为1030mm，最大日降水量为135mm，年平均降雨为118天。

雾：雾日数28.4天/年。平均雾时为3.3小时。

雷暴：多年平均雷暴日数15.4天，年最多雷暴日数22天。

1.3水文动力

长江主要径流丰沛且年内分配具有较为明显的季节性， 洪季为5-10月份，平均下泄量40000m³/s（占全年72%）；枯季为11月份至次年的4月份，平均下泄量18000 m³/s。而南北槽径流量的分配则比较接近：北港36.36%-65.3%，南港34.7%-63.4% ^[2]。

目前学术界在长江口海洋水文分析的研究主要集中于水动力方面，长江口为中等潮汐河口，同时受潮流、径流等水动力条件影响，地形条件较复杂。在众多对长江河口的研究中，得出了较多的关于潮流方面的研究成果。长江口海域的口内半日潮是不规则的，而口外半日潮较为规则且属于中等强度。 河口地区的潮波受东海前向波浪系统的影响，这是一种主要由前向波组成的混合潮波。 潮汐河口受河床抬升影响，潮位在上游越来越高; 同时受径流阻力和地形影响：能量减弱，潮波变形，波浪减缓，波前陡倾。因而导致潮时和潮差沿程发生了变化，潮流与潮位的过程线也响应地存在一定相位差。而且由受到于科氏力等因素作用，北岸的潮差要比南岸的大些^[3]。

长江口区域的海浪以风浪为主，波浪方向和风向频率基本一致，季节变化也很明显。波浪从口外向口内传播过程中因受到地形影响，波高渐渐衰减，波周期也逐渐变短^[4]。

另外，水力也是塑造海岸地形，促进沿海发展的重要动力。 同时，在海岸潮汐和海浪的影响下，海滩正在遭受侵蚀和积累。 这一过程主要是通过沿岸的泥沙运动完成的。 从另一个角度来看，地貌演变与动力作用之间的联系就是泥沙运动。相关海岸工程建设会对港湾内的水动力及泥沙运动特性等产生影响，进而影响到港湾内的海床演变和航道稳定性等。另外，不同桥位和设计方案也会对拟建工程附近的海区泥沙运动水动力特性、航道稳定性、海床演变等带来不同程度的影响。因此研究相关潮流等水动力特性，对预测港区水沙变化及海床演变等响应是非常有必要的。

长江下游的感潮河段及河口同时受径流动力作用和海洋相关动力作用两方面影响，流量、水位、泥沙等水文要素和流向、流速等水力要素变化的规律非常复杂，必然对工程、航运及环境有重要的影响^[5]。众多学者通过大量的现场观测工作深入研究，并且分析了长江下游及河口区水文和水力的特征。 乐肯堂等^［6］ 提出长江冲淡水路径研究的模式，且分析了风场对路径的相关作用。同时应用数学物理模型，对长江口水动力机制研究的工作开展。李浩麟等^［7］运用了有限元和有限差分结合方法，离散潮汐的非恒定流三维运动方程和连续方程，模拟出了长江口潮汐河道中潮位随时间的变化和三维流速分布相关的过程。张素香等^［8］ 则利用了 EFDC 模型，并且对杭州湾和长江口的海区进行三维水动力模拟研究，揭示出了径流潮流作用的动力机制。卢丽锋等^［9］采用COHERENS模型的三维水动力模型研究长江口羽流扩散和混合过程的时空变化和控制因素。。

综上所述，长江口流体动力非常复杂，主要包括径流，潮流，波浪和楔形流，其中径流和潮流是长江口的主要驱动力。两者之间的相互作用形成了长江口动力过程的复合体。

第2章 风场统计

2.1风场资料

首先利用EXCEL软件，对长江口某站一月份风场各方位频率、各方位平均风向和最大风速数据的进行了统计，结果如表2-1所示。

表2-1风场统计资料

根据表2-1的统计结果用Excel作出风向频率玫瑰图，平均风速玫瑰图，极值风速玫瑰图分别如下图所示。

2.2常风向

常风向的确定指一个地区某一时间段风频率最大的方向，就是在这一时间内风最常传播的方向。

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