1.长江口潮汐特点
1.1旋转流现象
如图1所示,北槽北导堤南东南端至南汇嘴五米等深线连线以下水域,潮流常呈旋转流特征。其中北槽D13灯浮下游,潮流呈旋转流特征,初涨水时流向SW流,顺时针旋转至落末时又是SW流。在南槽S8灯浮以外,也同样出现旋转流特点,初涨水时流向亦为SW流,顺时针旋转急涨水为WNW流。初落为NE流,急落与落末为SE流。
1.2往复流现象
如图1所示,北槽北导堤南东南端至南汇嘴五米等深线连线以上至吴淞口水域,潮流呈往复流特征。即南槽S7灯浮上游,北槽D13灯浮上游,潮流呈往复流特征,并且落流方向,基本顺着当地10米或5米等深线方向。无其他因素影响时,初涨在当地高潮前3小时,初落在当地高潮后2小时,急涨在当地高潮前1小时至高潮后半小时。急落在当地低潮前1小时至低潮后半小时。1.3蛇行流现象长江口深水航道D13灯浮上游潮流不仅具有上述特征,还具有蛇行特点,即每段流压角不同,既不是沿着航道方向,也不是固定涨流向一个方向流压,落流向另一固定方向流压,而是同是涨流,一段向左流压,一段又向右流压,再一段又向左流压,呈现出蛇行流现象。
2.长江口潮流成因
2.1旋转流成因
长江口深水航道D13以外,以及南槽S9以外潮流呈形旋转流的形态,其根本原因在于东海,长江和杭州湾三者共同影响这片海域。如图2所示。
当某一区域不是联接的两大水域,而是联接的三大水域,并且这三大水域呈品字形分布,则这片水域即呈现标准的旋转流的特点。如图所示,月亮的引潮力首先让东海和黄海的海平面上升,高水位的黄海与东海首先涌入的是张着大口的杭州湾,待杭州湾的水位涨到一定的程度,多余的水量便开始向长江涌入,待到杭州湾与长江的水位都上升到黄海与东海相同的高度时,涨流基本结束,此时杭州湾的水已先于长江的水开始落流,此时的流向是由长江与杭州湾矢量和向外海。并且杭州湾先于长江落流结束,即落流矢量和随着时间的推移顺时针旋转,直到落流结束,初涨开始,又开始下一个循环。如图3所示,D11附近船舶初涨水进口时流的方向可见一斑。
如图4所示,S6附近船舶初涨水进口时流的方向亦比较显着。
图3和图4,蓝色为船首向,黑色为航迹向即船舶实际航行方向。
2.2往复流成因
北槽北导堤南东南端至南汇嘴五米等深线连线以上至吴淞口水域,潮流呈往复流特征,即南槽S7灯浮上游,北槽D13灯浮上游,潮流呈往复流特征,并且落流方向,基本顺着当地10米或5米等深线方向。之所以有如此特点,因10米或5米等深线即为同一横切面因受潮流长时间冲刷而成,所以导致潮流始终沿着10米或5米等深线而行。具体到每个灯浮,最明显的是S11,S12附近涨水时沿着航道时时进口向右,S16,A25,A27,A43,A45,A47,A49,A51亦是如此,即进口时流压向右。其他进口灯浮几乎顺着航道进口或向左。落流时,上述位置处流压正好反向。
2.3蛇形流成因
长江口深水航道D13至D45航道的直航道内,虽然潮流是往复流也是尽可能的沿着航道,但由于每个灯浮处的流压不一致,如果由于对流压的疏忽与误判,会导致触碰灯浮的事故。蛇行流的成因一是因为D25与D36两处弯头导致了经过此处的流必然会触碰航槽的岸壁形成反射,此反射就形成了蛇形流;二是因为导堤与每隔一定距离的拦江坝的存在,影响了流的走向,也是形成蛇形流的一个重要原因。
如何理解初涨水不是从本地低潮时始,初落水不是从本地高潮时始,而是潮流与潮高波形呈现出一定的滞后性。如图所示截取一段来研究,看看其中的自然规律。由于月球对地球表面海水的引力作用而产生海平面高度的变化,在大洋中,由于没有便利的参照物,所以这种海平面高度的变化不易觉察,这种海平面高度的变化对人类的航海活动也不会产生影响。所以航海人员对大洋中的潮汐关注较少。潮高只有在近岸时才会影响航海活动,才会受到航海人员的关注和研究。流的形成是联接两个相邻的海平面的区域因海平面高度不同而产生的液体流动现象。
这一区域(图5中的A区域)的海平面的高度变化受一定时间内流进这一区域的水量与流出这一区域的水量的比较,当流进这一区域的水量大于流出这一区域的水量时,这一区域海平面会上升,即潮位会升高,当流进这一区域的水量比流出这一区域的水时少时,这一区域的海平面会下降,即潮位会降低。当流进与流出的水量一致时,潮位会持平。所以某一区域的涨落流开始时间不一定是从低潮时和高潮时开始,而是从两端区域(如图5中的B与C区域)的海平面高度有差别时开始。本区域的高潮与低潮时刻也不是本区域潮流速为零的时刻,而是流进本区域的液体与流出本区域的液体总量相等的时刻。
3.应对措施
了解透彻了长江口潮高与潮流的成因,航海人员在根据中浚高潮时,判断各个航段或者航点的潮高与潮流特别是潮流的大小与方向上就游刃有余了。这一点对于航行于长江口的船舶来说非常重要。它能帮助船长对潮流的大小与方向提前预判。
从而及时的加上流压差。有利于船舶及时地修正流压差。为船舶的安全航行提供了可能的参考。
在此举例说明,某日中浚高潮潮时为0800,某船重载北槽进口,计划0240过长江口灯船,0300一号引航作业区上引水。则该轮在上引水的前后时间内,遇到的大约是144度左右的流。即在进口时间会遇到极强的顶流及横向流,流压从北往南。船长或引航员应该根据估算的潮流方向及当日的潮汐大小,预配流压差,使船走在自己的航道上,避免擦碰灯浮,及与出口船发生紧迫危险。
总之,长江口水域虽是航行复杂地段,但只要理论联系实际,了解其潮汐特点并分析明确成因准确把握,才能知己知彼、有的放矢,采取合理的应对措施,保证船舶的安全行驶。每一个港口,都有各自不同的潮流特征,只有正确的掌握每个港口的潮汐,才能准确判断采取合理的应对措施,这些对船舶航行的安全,都能起到很大的作用。
参考文献:
[1]郭禹。航海学,大学海事大学。
[2]上海港引航实用手册,上海远东出版社。
[3]龚雪根,陆志材。船舶操纵,上海海事大学。
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