[发明专利]一种利用高低潮推算乘潮水位的方法

说明书

本发明公开了一种利用高低潮推算乘潮水位的方法，步骤如下：1)获取高潮和低潮的潮位和潮时序列；2)计算落潮历时、涨潮历时和潮差序列，并计算平均涨潮历时、平均落潮历时以及不同累积频率的高潮潮位、低潮潮位和潮差；3)推导特定累积频率的特征潮位过程函数，并绘制特征潮位过程线；4)通过潮位过程函数或过程线读取特定时长的乘潮水位，该水位即为该时长保证率的乘潮水位。本发明只需收集高低潮潮位和潮时数据，不需收集逐小时数据；采用三角函数公式即可求解乘潮水位，方法简单易行，易于实现；计算精度和现行方法一致；同时，本发明方法求解乘潮水位可适应于收集详细逐时潮位资料有困难的海域。

技术领域

本发明涉及港口建设工程技术领域，尤其涉及一种获取乘潮水位的方法。

背景技术

对于港口与航道等近岸工程，乘潮水位是重要的设计参数之一。在现行的技术中，其计算步骤如下：(1)首先根据船舶进出港时间等确定乘潮所需持续时间；(2)在潮位过程线上，量取各次潮历时等于乘潮所需持续时间的潮位值，以该潮位值作为潮位样本绘制累积频率曲线，在乘潮潮位累积频率曲线上选取所需的累积频率潮位值。

该方法计算结果精确，但有两个难点。一是资料收集困难，该方法依据的资料需要能绘制潮位过程线，数据时间精度最好不超过1小时，而逐小时的潮位数据收集具有一定的难度，并非所有站点都有该精度的数据。二是“量取各次潮历时等于乘潮所需持续时间的潮位值”的计算困难，必须采用逼近法、二分法等方法，通过计算机编程迭代，才能求解，很难手算或者通过简单的公式求解。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种利用高低潮推算乘潮水位的方法，以克服资料收集困难的问题，不需收集逐小时的潮位数据，只需收集高潮和低潮的潮位和潮时数据即可；同时还克服了计算困难，历时潮位的计算仅通过简单求解三角函数即可实现，不需编程迭代计算的。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种利用高低潮推算乘潮水位的方法，其特征在于：按以下步骤进行，

1)获取高潮和低潮的潮位和潮时序列；

2)根据步骤1)的数据序列计算落潮历时、涨潮历时和潮差序列，并计算平均涨潮历时、平均落潮历时以及不同累积频率的高潮潮位、低潮潮位和潮差；

3)根据步骤2)的计算结果推导特定累积频率(即保证率)的特征潮位过程函数，并绘制特征潮位过程线；

4)通过潮位过程函数或过程线读取特定时长的乘潮水位，该水位即为该时长保证率的乘潮水位。

在步骤1)，获取港区高潮和低潮的潮位和潮时序列时，某时刻的高水位H和低水位L分别是时间t的函数H(t)和L(t)，二者交叉排列，不同高、低潮数据序列表示为如下式(1)：

高潮：(t₀,H₀),(t₂,H₁),......,(t_2n,H_n)......,(t_2m,H_m)

低潮：(t₁,L₀),(t₃,L₁),......,(t_2n+1,L_n),......,(t_2m+1,L_m)

潮位波动随时间t连续变化，式中t₀＜t₁＜t₂＜t₃......＜t_2n＜t_2n+1......＜t_2m＜t_2m+1，n是任意数，m是高/低潮位组数。