长江感潮河段径流对潮波变形和传播的影响研究

罗亮 解超 蒋陈娟 严叔春

摘要：受径、潮流相互作用，长江感潮河段潮波从河口向上游传播过程中沿程变形过程复杂。基于长江感潮河段实测高、低潮位，潮时资料以及大通站日均流量数据，采用数理统计、Hermit插值和小波分析方法，分析了长江感潮河段潮汐特征值和潮波传播特征值随流量的变化关系。结果表明：高、低潮位及平均水位随流量增大而增大，并且越往下游对流量的敏感度越低；江阴以上河段潮差随流量增大而先减小后增大；径流对分潮振幅的影响在江阴以上河段较明显，半日潮和全日潮振幅随流量增大先减小后增大，1/4日分潮振幅随流量增大而减小，其中半日潮振幅变化幅度最大；平均水位坡度在芜湖-马鞍山段随流量增大而先增大后减小，在马鞍山以下河段与流量呈正相关；潮波振幅衰减率随流量增大而先增大后减小，越靠近入海口，流量阈值越大。研究成果有助于深入认识河口径潮相互作用机制，亦可为河口治理提供参考。

摘要：感潮河段； 潮波传播； 径流； 分潮振幅； 平均水位坡度； 潮波衰减率； 长江

中图法分类号： P731.2

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.01.002

0 引 言

感潮河段潮波特征受径流、河道地形、摩擦等影响显著，外海潮汐从长江河口进入感潮河段后，受径流影响潮波沿程发生不同程度的变形［1-4］。探究径流影响下潮波变形和传播的规律对长江感潮河段的水位预测、航道整治与管理、水资源规划与管理、农业灌溉、港口近岸工程建设、环境生态治理等具有重要的指导意义［5-8］。

径、潮流相互作用使得感潮河段水动力变化特征复杂，同时也是潮汐特征变化的原因［9-11］。长江河口为强耗散河口，具有很强的非线性现象［12］。为探究河口潮汐的非稳定和非线性现象，Guo 等［13］利用非稳定模式下的调和分析和连续小波变换对长江河口潮汐信号进行分析，发现1/4日分潮在枯季时上游振幅较大、洪季时下游振幅较大。杨正东等［14］基于2009年横沙、马家港、堡镇和永隆沙4个潮位站逐时潮位资料，通过调和分析研究长江河口潮汐的分潮组成，指出长江河口潮汐主要由4个半日分潮（M2、S2、N2、K2）、4个全日分潮（K1、O1、P1、Q1）和3个浅水分潮（M4 、MS4、M6）组成。王文才等［15］对2011年大通水文站的逐日流量及南京、镇江、江阴、天生港、徐六泾、共青圩6个潮位站的逐日高潮、低潮资料进行统计分析，发现感潮河段中潮位整体上随着流量的增大而升高，离入海口越近，潮位受流量的影响越小。涨潮、落潮的流速和历时存在明显的不对称，即在南支主槽中落潮流速和

历时大于涨潮流速和历时［16］。王彪等［16］通过三维数值模拟分析得出，涨落潮不对称性主要由径流和地形所致。感潮河段水流方向在向陆流与向海流交汇处发生逆转，Zhang 等［17］利用水动力模型研究了长江感潮河段中水流逆转现象，指出在枯水期最多可能同时出现3个逆转点（两个辐合点和一个辐散点），将整个感潮河段分为两个向海流段和两个向陆流段，并且这些逆转点的位置始终位于水位零梯度点的下游。郭磊城等［18］基于调和分析方法分析了潮波传播的变化特征，指出江阴以上河段主要受径流影响、江阴以下河段主要受潮流影响。黄竞争［19］和张先毅［20］等通过分析长江感潮河段潮波衰减率与平均水位坡度随流量的变化特征，发现潮波衰减率绝对值与平均水位坡度随流量增大并不是单调递增，而是存在一个阈值流量和区域，对应潮波衰减效应的极大值；并通过一维水动力解析模型分析，指出潮波传播的阈值现象主要是由于洪季上游回水作用随流量加强，平均水位及水深增大，导致河口辐聚程度减小，而平均水位坡度为适应河口形状变化亦有所减小，从而形成相对应的阈值流量和区域。

综上所述，对长江感潮河段潮波传播特征的研究，目前主要关注潮汐特征的洪枯季变化，而对径流对潮波传播特征影响的研究还不够全面。为此，本文重点研究径流对潮波变形及潮波传播的影响，定量分析潮波特征值对流量的响应，以期为感潮河段潮汐预测、航道安全运行及水资源优化管理提供科学依据。

1 研究区域概况和研究方法

1.1 研究区域概况

长江感潮河段位于大通站至下游入海口处，全长约600余km，从入海口至江阴河道断面逐渐收缩，从江阴往上河道断面变化相对稳定。长江感潮河段潮流界和潮区界的位置随径流和潮汐的变化而移动；在非极端水文条件下，长江感潮河段潮区界上界位于大通站附近，下界位于南京与安庆之间；潮流界上界位于镇江站附近，下界位于江心沙附近［21-22］。大通水文站2012年流量统计资料显示，年平均流量为31 700 m3/s，最大日均流量为59 400 m3/s（8月10日），最小日均流量为11 200 m3/s（1月4日）。江阴以下河段主要受潮汐动力影响［19］，下游天生港站年内最大潮差2.47 m，最小潮差1.83 m，平均潮差2.09 m。本文研究范围为上游大通水文站至下游天生港潮位站之间，其中芜湖、马鞍山、南京、镇江、江阴、天生港6个潮位站与大通水文站的距离分别为128，174，222，303，412，458 km（见图1）。

1.2 数据和研究方法

本文主要对2012年长江感潮河段沿程6个潮位站逐潮高低潮位、潮时数据以及上游大通站日均流量数据进行数理统计分析。首先，在分析径流对潮位特征值的影响时，基于实测高、低潮位的日均值及大通站日均流量数据，对潮位特征值进行数理统计分析。为了分析径流对潮差的影响，本文首先用实测高、低潮位数据算出潮差，再对其作15 d滑动平均处理，以消除大小潮的影响。关于径流对各分潮振幅的影响，本文首先基于实测高、低潮位和潮时数据，采用Hermit插值得到逐时潮位，然后利用小波分析得到感潮河段潮波的主要周期，并利用小波濾波法分离出不同周期下的潮波振幅。最后，在分析潮波传播特征值时，基于逐潮高、低潮位数据计算平均水位，再根据沿程各站位之间平均水位的差值计算平均水位坡度；并利用15 d滑动平均后的潮差数据计算潮波振幅衰减率。

1.2.1 潮波传播特征值计算方法

平均水位为高、低潮位的平均潮水位，其计算公式［19］为

s0=（Hh+Hl）/2（1）

式中：s0为潮位站的平均水位值；Hh为高潮位；Hl为低潮位。

平均水位坡度主要是考量相邻两个潮位站平均水位随距离的变化率［19］，其计算公式为

S=ΔsΔx=s2-s1Δx（2）

式中：Δs为两个相邻潮位站平均水位的差值；s1、s2为相邻两潮位站中下游及上游潮位站的平均水位值；Δx为相邻潮位站之间的距离。

潮波衰减率定义为两潮位站间单位潮波振幅的振幅变化率［22］，其计算公式为

D=1η-ΔηΔx=

2η2+η1|η2-η1|Δx（3）

式中：η-为相邻两潮位站之间的振幅平均值；Δη为两潮位站之间的振幅差；η1、η2为相邻两潮位站中下游及上游潮位站的潮波振幅值。本文研究中所涉及的潮波振幅值为某一潮位站高低潮位差值的一半，即潮差的一半，也即η=（Hh-Hl）/2。

1.2.2 高、低潮位的Hermit插值方法

由于实测资料仅有高、低潮位和潮时，为了用小波分析进行潮汐分潮的分析，将高、低潮位数据插补延长至逐时潮位。乔光全等［23］指出在半日潮海域Hermit插值结果最优，平均误差在4%以下，标准误差在5%以内，计算也比较简单。郭磊城等［18］指出长江口地区潮波以半日潮为主，故本文采取Hermit插值方法对高低潮位数据进行插补延长，其公式为

H（t）=Hn1+2（t-tn）tn+1-tnt-tn+1tn-tn+12+Hn+11+2（t-tn+1）tn-tn+1t-tntn+1-tn2（4）

式中：H为潮位；t为时间；Hn为对应tn时刻的潮位。具体计算方法可参考文獻［23］。

1.2.3 分潮振幅的小波分析方法

小波变换其本质是一带通滤波器，较传统滤波器更好的是小波滤波可同时在尺度（频率）和时域进行，因而可消除所有频率上的噪声而分离出有用的信号。利用小波分析方法，可将各种时间尺度，包括径流作用的时间尺度和各个分潮簇的时间尺度分离开来，得出有关潮汐作用部分的有用信息［11］。本文延用欧素英等［11］在珠江三角洲网河区径流潮流相互作用分析中的小波滤波方法，采用广泛应用的复小波函数Morlet小波作为基函数进行小波变换，将逐时潮位资料转换成Morlet连续子小波的离散形式，再采用Morlet复小波变换构成的滤波器及滤波得到各分潮的信号，具体计算方法可参考文献［11］和［24］。

2 径流对潮汐特征值的影响

2.1 径流对潮位的影响

为研究径流对潮位的影响，分别统计高、低潮位和平均水位与流量的关系（见图2）。结果表明：高、低潮位和平均水位均与流量呈正相关，但在江阴和天生港站随流量的变化率明显小于上游其他潮位站，表明江阴以下河段高、低潮位和平均水位对流量变化的敏感度比上游河段低。从拟合结果来看（见表1），芜湖、马鞍山、南京和镇江站点的线性相关系数R2均在0.95左右，而江阴和天生港站的线性相关系数R2≤0.90，同时线性相关系数R2从上游到下游不断降低。由表1中线性回归斜率可以看出，从上游到下游各站点的线性回归斜率逐渐变小，并且低潮位的线性回归斜率均大于高潮位，平均水位的线性回归斜率介于高潮位和低潮位之间，说明径流对潮位的影响越往下游越弱，且低潮位随流量的变化幅度整体上高于高潮位和平均水位。

综上所述，潮位特征值随流量增大而增大，其中低潮位变化幅度大于高潮位和平均水位，越往下游潮位特征值对流量的敏感程度越低，且江阴以下河段潮位特征值对流量的响应程度远低于江阴以上河段。

2.2 径流对潮差的影响

潮差的年内最大值、最小值、平均值均从下游到上游不断减小（见表2）。天生港-江阴、江阴-镇江、镇江-南京、南京-马鞍山、马鞍山-芜湖的年均潮差沿程衰减率分别为0.006 2，0.008 1，0.004 1，0.003 5，0.003 3 m/km。其中，江阴-镇江段潮差的衰减速率最大，马鞍山-芜湖段潮差的衰减速率最小。

为进一步分析径流对潮差的影响，对各站的潮差作15 d滑动平均处理以消除大小潮变化的半月周期对潮差的影响。下游天生港站和江阴站潮差随流量的变化关系同上游4个站点明显不同，上游芜湖站、马鞍山站、南京站、镇江站潮差同流量的关系呈二次幂函数关系，潮差随流量增大先减小后增加，各站点趋势变化的阈值分别为45 738，47 436，49 665，67 782 m3/s；下游江阴站和天生港站潮差波动较大，整体随流量增大而减小，但变化幅度较小，对流量的敏感度较低（见图3和表3）。统计沿程各潮位站潮差与流量的相关系数，上游芜湖站、马鞍山站、南京站、镇江站潮差与流量的相关性较好，但下游江阴站和天生港站相关性较弱（见表3），故江阴以上河段潮差受流量影响明显，而江阴及以下河段潮差随流量变化规律不明显。

2.3 径流对分潮振幅的影响

为分离出各分潮潮波数据，对高、低潮位数据采用Hermit插值法得到逐时潮位数据，再对逐时潮位数据进行小波滤波分析。

为检验逐时潮位数据的周期性变化特征，本文采用天生港站的逐时潮位数据进行小波周期分析。从图4小波方差图中可以看出，存在着3个较为明显的峰值，它们从大到小依次对应着19，38 h和9 h的时间尺度。根据小波方差检验的结果，绘制各主周期趋势图。从图5可以看出，在19 h特征时间尺度上（第一主周期），潮汐振幅变化的平均周期大约为12 h;在38 h特征时间尺度上（第二主周期），潮汐振幅变化的平均周期大约为24 h;而在9 h特征时间尺度上（第三主周期），潮汐振幅变化的平均周期大约为6 h。从以上小波分析结果可以得出，由高低潮位数据插值得到的潮位数据主要包含周期为12 h左右的半日潮簇、周期为24 h左右的全日潮簇以及周期为6 h左右的1/4日潮簇，其中半日潮簇起着主导作用。因此，可以通过小波分析对插值得到的逐时潮位进行滤波得到半日潮簇、全日潮簇和1/4日潮簇的振幅。

统计各分潮沿程振幅特征值，由表4可知，各分潮的最大值、最小值、年均值均从下游到上游不断减小，全日潮、半日潮、1/4日分潮年均值分别从下游天生港站的0.47，1.94，0.36 m衰减至上游芜湖站的010，0.25，0.05 m，衰减率分别为79%，87%，86%，半日潮和1/4日分潮衰减率相近，且明显大于全日潮衰减率。天生港-江阴、江阴-镇江、镇江-南京、南京-马鞍山、马鞍山-芜湖半日潮的年均振幅沿程衰减率分别为0006 1，0.007 2，0.004 0，0.003 3，0.003 3 m/km，其中江阴-镇江段半日潮的衰减速率最大，马鞍山-芜湖段半日潮振幅的衰减速率最小，半日潮振幅沿程衰减规律与潮差的沿程衰减规律一致。

为分析各分潮振幅与流量的关系，对各分潮振幅数据作15 d滑动平均处理，以消除大小潮的半月周期对各分潮振幅的影响。由图6可知，江阴以上芜湖、马鞍山、南京、镇江潮位站全日潮和半日潮振幅随流量增大先减小后增大，1/4日分潮振幅随流量增大而减小，其中半日潮减小的幅度最大；下游江阴和天生港站主要受潮流动力影响，各分潮振幅受径流的影响减弱，半日潮和1/4日分潮振幅随流量增加无明显变化趋势，全日潮振幅随流量增大呈先减小后增大的趋势。

由表5分析各分潮与流量的拟合关系可知，上游芜湖、马鞍山、南京、镇江站各分潮振幅与流量的相关系数均较高，且半日潮与流量的相关系数最高，其次为1/4日分潮，再次为全日潮，分潮振幅随流量的增大呈现先减小后增大的趋势，大部分站点变化趋势发生逆转的阈值出现在流量为40 000～50 000 m3/s时，镇江站半日潮和南京、镇江站的1/4日分潮的阈值较大；下游江阴和天生港站各分潮振幅与流量的相关系数较小，仅全日潮振幅与流量的相关系数R2>0.5，半日潮和1/4日分潮振幅与流量的相關系数R2<0.3，说明下游分潮振幅受流量影响较弱。

以上分析结果表明，上游芜湖、马鞍山、南京、镇江站分潮振幅与流量有较强的相关性，全日潮和半日潮振幅随流量的增大呈现先减小后增大的趋势，流量阈值在40 000～50 000 m3/s之间，1/4日分潮振幅随流量增大而减小；下游江阴和天生港站全日潮振幅与流量有一定的相关性，全日潮振幅随着流量的增大先减小后增大，流量阈值约为25 000 m3/s，半日潮和1/4日分潮振幅与流量的相关系数较小，随流量增加无明显变化规律（见图6）。

3 径流对潮波传播特征值的影响

3.1 径流对平均水位坡度的影响

长江感潮河段的平均水位坡度与流量基本呈正相关，其中下游河段（江阴-天生港）平均水位坡度随流量的变化率较上游河段（芜湖-马鞍山、马鞍山-南京、南京-镇江、镇江-江阴）明显减小，说明流量对下游河段平均水位坡度的影响较小（见图7）。

长江感潮河段沿程各站平均水位坡度与流量拟合结果表明：沿程各感潮河段的平均水位坡度与流量的相关性系数均大于0.9，其中上游芜湖-马鞍山段平均水位坡度随流量增大有先增大后减小的趋势，流量阈值为6 250 m3/s（见表6）。

3.2 径流对潮波振幅衰减率的影响

由沿程各河段潮波振幅衰减率与流量的相关分析（见表7和图8）可知：潮波振幅衰减率首先随着流量的增加而增大，当流量增大到某一阈值时变化趋势将发生转折，即随着流量增大而减小，并且越往下游，随着潮汐动力的增强，径流动力的减弱，流量阈值越来越大，潮波振幅衰减率的变化趋势将越难发生转变。在此基础上，通过分析相关性系数发现，南京以上河段潮波振幅衰减率随流量变化有较强的波动，相关性较差，而南京以下河段潮波振幅衰减率与流量有较好的相关性。另外，从各河段潮波的衰减强度来看，同流量情况并且在各段流量阈值以内，芜湖-马鞍山段振幅衰减率最大，马鞍山-南京-镇江-江阴各段振幅衰减率较小且量值大致相同，江阴-天生港段振幅衰减率最小。这表明，芜湖-马鞍山段潮波的衰减作用最强，马鞍山-江阴段次之，江阴-天生港段最弱。

4 讨 论

本文通过研究径流对不同潮汐特征值的影响，发现以江阴为界，上下游河段对流量的响应存在明显差异。具体而言，江阴站和天生港站潮位特征值对流量的敏感程度同上游各站相比明显较弱。同时，江阴以上站点的潮差与流量有明显的相关性，其变化趋势为随流量增大先减小后增大，然而在江阴站和天生港站，潮差与流量的相关性较差，呈现出较大的波动，随流量增大无明显变化趋势。此外，各分潮振幅在江阴站和天生港站随着流量的增加也呈现出与上游各站点不同的变化趋势。发生以上现象主要是因为江阴站附近为潮汐特征变化的分界点［16］，江阴以上河段为径流优势区，潮波特征值受径流影响较大，江阴以下河段为潮流优势段，受外海潮汐动力影响较大，使得潮波特征值对流量的响应较低。

为分析流量对潮波传播的影响，本文进一步研究了平均水位坡度和振幅衰减率随流量的变化关系，发现潮波振幅衰减率随流量增大而先增加后减小，其结果与张先毅等［20］的分析结果基本一致，但平均水位坡度仅在上游芜湖-马鞍山段有明显的流量阈值，同时平均水位坡度的流量阈值大于潮波振幅衰减率的流量阈值，而平均水位坡度引起的梯度力与有效摩擦力相平衡［25］，当有效摩擦力还没达到流量阈值时，振幅衰减率先达到流量阈值而衰减，这说明振幅衰减率随流量增大先减小的原因受有效摩擦力和地形辐聚等综合效应所影响，因此关于振幅衰减率的阈值效应，后期需要进一步采用精细化的数值或解析模型定量研究振幅衰减率随流量的时空变化。

本文与已有研究成果［19-20］的区别在于：已有成果注重潮波传播特征值（余水位坡度、潮波振幅衰减率和潮波传播速度）与流量和潮差的相关关系，而本文全面分析长江河口潮汐特征值（潮位和潮差）和潮波传播特征值对流量的定量响应关系，同时利用小波滤波方法分析了主要潮汐分潮簇（半日潮簇、全日潮簇和1/4日潮簇）振幅随流量的变化。本文的研究对长江河口径潮相互作用下潮位、潮差和分潮簇振幅对流量的响应成果作出了重要补充。

5 结 论

本文基于长江感潮河段高、低潮位和潮时资料，以及大通水文站日均流量数据，统计潮汐特征值（潮位特征值、潮差、振幅）和潮波传播特征值（平均水位坡度、振幅衰减率）随流量在沿程各河段的变化特征，得到如下主要结论：

（1） 高潮位、低潮位及平均水位随流量增大而增大，从上游到下游，高潮位、低潮位及平均水位对流量的敏感程度逐渐减弱，低潮位对流量的敏感程度高于高潮位和平均水位。

（2） 潮差从下游到上游沿程逐渐减小，江阴-镇江段潮差的衰减速率最大，马鞍山-芜湖段潮差的衰减速率最小。江阴以上河段潮差与流量有较强的相关性，随流量增大先减小后增加，江阴以下河段潮差随流量增加无明显变化规律。

（3） 江阴以上站点全日潮、半日潮振幅随流量增大呈先减小后增大的趨势，1/4日分潮振幅随流量增大而减小，其中半日潮振幅变化幅度最大；下游江阴站和天生港站分潮振幅受流量影响较小，全日潮振幅随流量的增大呈先减小后增大的趋势，半日潮和1/4日分潮振幅随流量增大无明显变化规律。

（4） 芜湖-马鞍山段平均水位坡度随流量增大先增大后减小，流量阈值为6 250 m3/s；马鞍山以下河段平均水位坡度与流量呈较好的正相关性，平均水位坡度随流量增大而增大。潮波振幅衰减率对流量的响应为：随着流量增大，振幅衰减率先增大后减小，且越往下游流量阈值越大。

参考文献：

［1］ BUSCHMAN F A，HOITINK A J F，VAN DER VEGT M，et al.Subtidal water level variation controlled by river flow and tides［J］.Water Resources Research，2009，45（10）：1-12.

［2］ JAY D A，LEFFLER K，DIEFENDERFER H L，et al.Tidal-fluvial and estuarine processes in the lower Columbia River：I.Along-channel water level variations，Pacific Ocean to Bonneville Dam［J］.Estuaries and Coasts，2014，38（2）：415-433.

［3］ 王远坤，王栋.基于样本熵理论的长江干流径流序列复杂性分析［J］.河海大学学报（自然科学版），2015，43（3）：203-207.

［4］ 蔡华阳，杨昊，郭晓娟，等.珠江磨刀门河口径潮动力耦合条件下余水位的多时空尺度分析［J］.海洋学报，2018，40（7）：55-65.

［5］ 芮孝芳.长江下游感潮河段大洪水和特大洪水的形成及趋势［J］.水科学进展，1996，7（3）：38-42.

［6］ 陈佳佳，曾瑞，毛金峰，等.感潮河段流量在线监测系统精度控制方法分析［J］.水利水电快报，2023，44（5）：6-11，31.

［7］ 陆永军，李浩麟，王红川，等.强潮河口拦门沙航道回淤及治理措施［J］.水利学报，2005，36（12）：1450-1456.

［8］ 李国芳，王伟杰，谭亚，等.长江河口段潮位预报及实时校正模型［J］.水电能源科学，2009，27（2）：49-51，129.

［9］ 路川藤，罗小峰，陈志昌.长江潮流界对径流、潮差变化的响应研究［J］.武汉大学学报（工学版），2016，49（2）：201-205.

［10］ 石盛玉，程和琴，玄晓娜，等.近十年来长江河口潮区界变动［J］.中国科学：地球科学，2018，48（8）：1085-1095.

［11］ 欧素英，杨清书.珠江三角洲网河区径流潮流相互作用分析［J］.海洋学报（中文版），2004，26（1）：125-131.

［12］ LU S，TONG C F，LEE D Y，et al.Propagation of tidal waves up in Yangtze Estuary during the dry season［J］.Journal of Geophysical Research：Oceans，2015，120（9）：6445-6473.

［13］ GUO L C，MICK VAN DER W，DAVID A，et al.River-tide dynamics：exploration of nonstationary and nonlinear tidal behavior in the Yangtze River estuary［J］.Journal of Geophysical Research：Oceans，2015，120（5）：3499-3521.

［14］ 杨正东，朱建荣，王彪，等.长江河口潮位站潮汐特征分析［J］.华东师范大学学报（自然科学版），2012（3）：111-119.

［15］ 王文才，李一平，杜薇，等.长江感潮河段潮汐变化特征［J］.水资源保护，2017，33（6）：121-124，132.

［16］ 王彪，朱建荣，李路.长江河口涨落潮不对称性动力成因分析［J］.海洋学报（中文版），2011，33（3）：19-27.

［17］ ZHANG F Y，LIN B L，SUN J.Current reversals in a large tidal river［J］.Estuarine，Coastal and Shelf Science，2019，223：74-84.

［18］ 郭磊城，朱春燕，何青，等.长江河口潮波时空特征再分析［J］.海洋通报，2017，36（6）：652-661.

［19］ 黄竞争，张先毅，吴峥，等.长江感潮河段潮波传播变化特征及影响因素分析［J］.海洋学报，2020，42（3）：25-35.

［20］ 张先毅，黄竞争，杨昊，等.长江河口潮波传播机制及阈值效应分析［J］.海洋与湖沼，2019，50（4）：788-798.

［21］ 徐汉兴，樊连法，顾明杰.对长江潮区界与潮流界的研究［J］.水运工程，2012（6）：15-20.

［22］ GUO L，ZHU C，WU X，et al.Strong inland propagation of low-frequency long waves in river estuaries［J］.Geophysical Research Letters，2020，47（19）：71-89.

［23］ 乔光全，徐润刚，卢永昌，等.高低潮位扩展至逐时潮位的插值方法比较［J］.水运工程，2019（9）：6-12.

［24］ TORRENCE C，COMPO G P.A practical guide to wavelet analysis［J］.Bulletin of the American Meteorological Society，1998，79（1）：61-78.

［25］ CAI H，SAVENIJE H H，JIANG C，et al.Analytical approach for determining the mean water level profile in an estuary with substantial fresh water discharge［J］.Hydrology and Earth System Sciences，2016，20（3）：1177-1195.

（編辑：胡旭东）

Influence of runoff on tidal wave deformation and propagation in tidal reaches of Changjiang River

LUO Liang1，XIE Chao2，JIANG Chenjuan1，YAN Shuchun3

（1.College of Hydraulic Science and Engineering，Yangzhou University，Yangzhou 225127，China； 2.Jiangsu Jiangdu Water Conservancy Project Management Office，Yangzhou 225200，China； 3.Yangzhou City River Management Office，Yangzhou 225000，China）

Abstract：

Due to the interaction of runoff and tidal current，the deformation process of tidal waves along the tidal reach of the Changjiang River is complicated during the propagation of tidal waves from the estuary to the upstream.In this paper，based on the measured data of high and low tidal levels and tidal time in the tidal reach of the Changjiang River and the daily average flow data at Datong station，the relationship between tidal eigenvalues and tidal wave propagation eigenvalues with flow in the tidal reach was analyzed by mathematical statistics，Hermit interpolation and wavelet analysis.The results showed that the high，low tide level and average water level increased with the increasing of flow rate，and the more far to the downstream，the lower the sensitivity to flow rate was.The tidal range of the upper reaches of the Jiangyin reach decreased first and then increased with the increase of flow rate.The influence of runoff on the amplitude of tidal constituents was more obvious in the upper reaches of Jiangyin Station.The amplitude of semi-diurnal tide and diurnal tide decreased first and then increased with the increase of discharge，and the amplitude of quarter-day tidal constituents decreased with the increase of discharge，among which the amplitude of semi-diurnal tide changed the most.The average water level slope increased first and then decreased with the increase of flow rate in Wuhu-Ma′anshan reach，however it was positively correlated with the flow rate in the lower reaches of Ma′anshan Station.The attenuation rate of tidal wave amplitude increased first and then decreased with the increase of flow rate.The closer to the estuary，the greater the flow threshold was.The research results are helpful to understanding the mechanism of tidal interaction in river mouth，and can also provide scientific guidance for estuary management.

Key words：

tidal reach；tidal wave propagation；runoff；tide constituent amplitude；mean water level slope；attenuation rate of tidal wave；Changjiang River