钱塘江澉浦站和盐官站高潮位相关性研究

胡智超，李保祥

（浙江省钱塘江管理局嘉兴管理处，浙江 海盐 314300）

1 问题的提出

钱塘江流域是浙江省八大水系之一，是浙江省第一大河，钱塘江干流长河长668 km，流域面积55 558 km2，其中浙江省境内面积48 080 km2，占全省陆域面积的47%。富春江水电站坝下至入海口门长282 km的河段为感潮河段，是钱塘江的河口区。钱塘江河口是强涌潮段，其潮汐为非正规半日潮，平均涨落历时均为12.42 h，农历每月有朔望2个大潮汛，涨落潮历时大潮汛明显短于小潮汛。钱塘江嘉兴段是河口段，也是涌潮影响的主要河段，在嘉兴段主要观赏性较强的有新仓的交叉潮、盐官的一线潮和老盐仓的回头潮。

目前钱塘江嘉兴段设有盐官、澉浦、乍浦3个水文站，均积累了数十年的实时潮位资料，沿线海塘的设计标准均以此水文站资料推算而得。澉浦、乍浦每年汛期均有天文潮预报资料，因盐官站潮位不仅受天文潮影响，而且还受上游来水及江道容积的影响，影响因素较多、情况复杂，目前尚无天文潮预报。所以利用澉浦站与盐官站历年的实际潮位资料，分析其相关性，求得盐官天文潮预报，为管理单位在防台（洪）期间能初步计算台（洪）期间产生的高潮位，分析对辖区海塘可能产生的影响，科学地做好应对措施，也为上级防汛指挥机构的防御决策提供技术参考。

本次研究主要通过澉浦站和盐官站2010 — 2016年每年6 — 10月份的实际高潮位，进行相关性分析，求得盐官站与澉浦站的潮位相关性计算式，通过澉浦站的预报值，计算盐官站的预报值，并校核2017年6 — 10月份的澉浦站与盐官站实际高潮位后进行修正，最后对2018年6月澉浦和盐官的高潮位数据进行验证

2 相关性分析

2.1 历年高潮位

本项目研究的基础数据为2010 — 2017年每年6 — 10月份每日2潮的高潮位数据，其中澉浦站的高潮位最大值出现在2015年7.59 m（吴淞高程，因原始资料为吴淞高程，以高程的引用数据及分析均为吴淞高程），盐官站的高潮位最大值出现在2017年为8.43 m，历年高潮位最大值见表1。历年高潮位最大值不管是澉浦站还是盐官站都超过警戒潮位，除了2010年数值较小未超警戒值；盐官站和澉浦站历年高潮位最大值的差值基本在0.8 ～ 1.2 m， 2014年的差值较小，为0.66 m；还有一个情况需要说明，就是澉浦站高潮位出现最大值的时候对应的盐官站高潮位也是最大值，除了2017年（因受2017年钱塘江上游“6 · 25”洪水影响）。

表1 澉浦站和盐官站2010 — 2017年高潮位最大值统计表 m

从2010 — 2017年每年6 — 10月每月高潮位的最大值来看，澉浦站高潮位最大值基本在6.30 ～ 7.30 m，个别数值超过7.30 m，盐官站高潮位最大值基本在7.30 ～ 8.30 m，个别数值超过8.30 m。

2.2 相关性分析

2.2.1 所有高潮位数据拟合

本相关性分析基础数据为2010 — 2016年每年6 — 10月份每日2潮的澉浦站和盐官站所有高潮位数据，共2 008组，澉浦站高潮位数据为x，盐官站高潮位数据为y，对所有数据进行拟合，最后得到的关系式为：

图1 澉浦和盐官站高潮位相关性图

2.2.2 高潮位数据分段拟合

本相关性分析基础数据为2010 — 2016年每年6 —10月份每日2潮的澉浦站和盐官站的所有高潮位数据，共2 008组，澉浦站高潮位数据为x，盐官站高潮位数据为y，其中根据x数值分段进行拟合。分为x＜4.50 m，有176组；4.50 m≤x＜5.50 m，有705组；5.50 m≤x＜6.50 m，有881组；x≥6.50 m，有246组，共4段进行拟合，（见图 2 ～ 5）。

当x＜4.50 m时

当4.50 m≤x＜5.50 m时

当5.50 m≤x＜6.50 m时

当x≥6.50 m时

图2 澉浦站与盐官站高潮位数据拟合图

3 相关式校核和修正

3.1 整体拟合

利用整体拟合相关性对2017年6 — 10月澉浦站和盐官站的高潮位数据进行校核并修正公式，相关式（1）为：y = - 0.075 8x² + 1.908x - 1.870 6，x为澉浦高潮位，y为盐官高潮位。计算值减实测值为误差值，通过计算，误差和为59.84，误差绝对值的平均值为0.261 0 m，因误差和为正值，且较大，对相关式（1）进行修正，修正后误差平均值0.000 6，绝对误差的平均值为0.177 0 m，修正后，误差平均值趋向于0.000 0，绝对误差的平均值减小。修正前后实测高潮位与误差值见图3 ～ 4。

图3 修正前实测高潮位与误差值图

图4 修正后实测高潮位与误差值图

最终的相关式为：

3.2 分段拟合

利用分段拟合相关性对2017年6 — 10月澉浦站和盐官站的高潮位数据进行校核并修正公式，相关式为公式（2） ～（5）。计算值减实测值为误差值，通过计算，误差和为60.29，误差绝对值的平均值为0.261 0 m，因误差和为正值，且较大，对相关公式进行修正，修正后误差平均值0.055 0，绝对误差的平均值为0.184 0 m，修正后，误差平均值趋向于0.000 0，绝对误差的平均值减小。修正前后实测高潮位与误差值见图5 ～ 6。最终的相关式为：

当x＜4.50 m时

当5.50 m≤x＜6.50 m时

当x≥6.50 m时

图5 修正前实测高潮位与误差值图

图6 修正后实测高潮位与误差值图

4 实例验证

对最终修正的相关公式用2018年数据进行实例验证，因考虑到2018年7 — 9月台风影响较多，故选取6月数据进行验证，相关式（6）计算结果误差平均值- 0.043 0 m，绝对误差的平均值0.155 0 m。相关式（8）～（11）计算结果误差平均值- 0.025 0 m，绝对误差的平均值0.151 0 m。相关验证情况见图7。

图7 修正公式实例验证数据图

5 结 语

从修正后的相关式对2018年6月的高潮位数据进行验证，最后的绝对误差的平均值分别为0.155 0 m和0.151 0 m，相差较小，所以对澉浦高潮位分段进行相关性分析与不分段进行分析，推算出的盐官的高潮位数据几无相差，建议今后推算采用相关式（6）。

钱塘江河口段，江道地形复杂，受上游洪水和台风影响大，影响嘉兴段（乍浦、澉浦和盐官）高潮位因素多，本次研究单纯从历史数据出发，分析相关性，未考虑其他因素的影响，比如江道变化情况等，建议下一步研究把江道变化情况与高潮位的变化做相关分析研究。

本次研究采用数据为2010 — 2017年每年6 — 10月数据进行分析研究，建议扩大数据量，适当提前至2000年，并采用全年的数据，同时把日潮和夜潮的高潮位数据分开进行相关分析。在今后防御台风、洪水过程中，通过预报与实际进行对比分析，找出影响预报误差的主要原因，不断总结修改完善，在以后的预报中再进行检验、纠正。