海图潮流图表的绘制技术分析

李辉

摘 要：潮流图表是海图中的重要组成部分，通过潮流图表，人们能够准确了解到某海域海水的具体流动情况，并以此作为重要依据，在最合适的地方设置港口码头，并开辟更加合理、安全的海上航道。基于潮流图表在航海事业中所发挥的重要所用，需要对其进行科学绘制。以我国某海域为例，利用观测所得水文数据，结合潮流图表的基本算法，对海图潮流图表的具体绘制技术进行了详细分析。

关键词：潮流图表；绘制技术；潮流性质；潮流预报

中图分类号：U675.81 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.073

海图作为反映海洋现象的重要图表，能够为海洋航行提供最为精准、可靠的信息和资料，对于保证航海安全具有重要意义，在海上航行和军事方面应用广泛。世界每年有很多舰船触礁、相撞等航海事故，都是因海图绘制细小误差造成的，所以为了充分发挥海图的应用价值，保证海上航行安全，在绘制海图时就需要保证其精准度，采取科学的方法绘制高精准度的海图潮流图表，确保标示误差不超过1 mm，为海上航行提供更加可靠的资料。

1 潮流的简介

潮流的本质含义是海水的水平流动方向，随着引潮力的改变而发生的周期性变化。潮流的分类标准有很多，主要有潮流变化形式、潮流流动方向和潮流变化周期等几种。潮流的变化形式有往复形和旋转形两种，所以对应的潮流也分为往复流和旋转流，同时，根据潮流流动方向的不同，还可以将其分为涨潮流和落潮流，两种潮流的流动方向分别为由外海经内海向港湾流动，以及由港湾向外海流动。以潮流变化周期为分类标准，则潮流可以分为正规半日潮流、非正规半日潮流、正规日潮流和非正规日潮流四种。

2 潮流图表的基本算法

在对潮流图表进行计算时，首先要得到该海域的潮流的流速和流向，依据相关公式，将两者分解成北分量和东分量，分别对北分量和东分量的差值和平均值进行计算，然后再对余流的北分量和东分量进行计算。各分量平均流速与余流之间的差值便是潮流分量的纯天文数值。最后采用流速合成法，便可以计算出高潮前后几小时内的潮流流速和流向。

3 海图潮流图表的绘制技术分析

3.1 海域海流观测介绍

以某海域40万吨海上航线为观测区域，采用定点观测法，分别在2016-05-19—2016-05-20，2016-05-25—2016-05-26，即海域的大潮時间段和小潮时间段对潮流情况进行观测，得到具体的水文数据。在实际观测时，根据潮流深度的不同，将其分为六层，分别为距海面1 m处、水深0.2倍处、水深0.4倍处、水深0.6倍处、水深0.8倍处以及距海底1 m处，以1 h为观测周期，连续30 h分别对六个层次进行观测并记录，得到30组具体数据。

3.2 潮流性质分析

该海域最大和最小潮差分别为502 m和421 m，高潮和低潮之间间隔5 h58 min，涨落潮周期近似为6 h，并且，不同观测点和观测层之间的比例系数都在0.5以下，所以可判定该海域潮流性质为正规半日潮流。在观测中，发现涨潮和落潮时潮流变化周期、强度和流速都是不一样的，其中，涨潮时潮流变化周期较长，强度较大、流速较快。同时，涨潮流和落潮流强度与观测点深度成反比，落潮流最大流速也会随着观测点深度的加深而减小。经分析后，决定以距离海岸线最近观测点的0.2层为标准，利用观测所得水文数据，对该点、该层大潮时的潮流流速和流向进行计算，结合计算结果绘制潮流图表。

3.3 计算潮流流速和流向

在对该海域潮流流速和流向进行计算时，可以不考虑日潮流，将计算方法进行简化，得到半日潮流图表。在对算法进行简化时，观测时间一般为25 h，保证观测时间大于13 h。

在对潮流流速和流向进行计算时，首先对两者的北分量和东分量进行计算：

式（1）中：Wi，Ui，Vi分别为第i小时的流速矢量、北分量以及东分量；θi为第i小时流向。

将观测所得数据代入公式进行计算。从观测所得数据可知，2016-05-25两次高潮之间时间间隔13 h15 min，将其平均划分为12个时刻，分别为高潮时1个、高潮前5个、高潮后6个，然后对北、东分量差值进行计算，得出具体数值。在得到分量差值之后，采用算数平均法，利用第一次高潮前5个时刻的北分量和第二次高潮前5个时刻的北分流速，对高潮前5个时刻的的平均北分量进行计算。按照此方法，再对其他时刻的平均北、东分量进行计算，再利用平均分量得余流的北、东分量。最后用各分量平均流速减去余流，两

者之间的差值便是潮流分量的纯天文数值，可直接作为潮流表成果。如果不是在大潮期间进行观测，当流向不变时，可以利用

，这一公式得到大潮

期间的流速。一般情况下，都是以1 h作为潮流表时间间隔周期标准的。

3.4 潮流图表绘制

利用计算所得的潮流数据，将其绘制成图表，使潮流变化情况更加清楚、直观。在绘制潮流图表的时候，高潮前1～5 h的流速和流向以及高潮后1～6 h的流速和流向可以分别用阿拉伯数字标示的矢量和罗马数字标示的矢量来表示，而矢量的长短则表示流速大小。

3.5 潮流变化推算

利用潮流图表中的数据、余流，结合潮汐表中的高潮信息，可以对潮流未来变化进行科学推算，并向海上舰船发出信息预报。具体过程为：①利用潮汐表中的具体高潮信息，对距离该时刻最

近的下次高潮时间点进行推算，得到两次高潮之间的时间间隔；②利用得到的时间间隔，对照潮流表，查询得到下次高潮时刻的流速和流向，所得到的流向便是待求时刻潮流流向的纯天文数字；③利用潮汐表，对当日潮落和大潮潮落的进行查询，并结

合公式 ，对待求时

刻的潮流流速纯天文数据进行计算；④利用上述所得流速和流向，再加上余流，便可以得到待求时刻的流速和流向的最终结果。

4 结束语

在绘制海图潮流图的时候，便可以参照上述方法，如果需要计算的数据较多，可以采用平均法，提高潮流表中数据的准确性，避免因偶然因素造成的数据误差对计算结果的准确性造成较大影响。利用计算、绘制得到的海图潮流图表可以对潮流变化情况进行推算，并将推算结果告知于该海域活动的船只，帮助船只制订更加科学的航行计划，在提高海上航行安全系数的同时，还能选择最为合适、节约的航线，对于促进海上交通事业的良好发展具有重要意义。

参考文献

[1]郭晋宁，吴俊彦，李爱峰，等.海图潮流图表的绘制方法与航海应用[J].天津航海，2011（3）.

[2]帅树敏.海图作业标绘台关键技术研究与设计实现[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2013.

〔编辑：王霞〕