海洋潮汐与水位控制：乘潮水位定义及应用

乘潮水位分为乘高潮水位与乘低潮水位，也称为高潮乘潮水位与低潮乘潮水位。结合图6.4描述乘潮水位的定义:对于一个预先规定的时间间隔τ，在高潮前后分别找到两个时刻t1和t2，满足t2－t1＝τ以及水位高度相等h(t1)＝h(t2)＝hH，则hH称为该次高潮对应于时间间隔τ的乘高潮水位。类似地，在低潮前后满足t4－t3＝τ以及h(t3)＝h(t4)＝hL，水位高度hL称为该次低潮对应于时间间隔τ的乘低潮水位。

图6.4　乘潮水位示意图(www.xing528.com)

由乘潮水位的定义以及图6.4可知，在高潮前的t1时刻至高潮后的t2时刻，延续一段时间τ，水位将不低于hH。而在低潮前的t3时刻至低潮后的t4时刻，延续一段时间τ，水位将不高于hL。考虑到潮汐变化周期的长度，乘潮时间长度一般不超过4小时，所以时间间隔τ通常只取1、2、3、4小时。由图6.4知，τ取不同长度时，水位高度也将不同。

若利用计算机编程确定乘潮水位，则关键是由等间隔的水位观测数据，确定出高潮或低潮时刻，以及前后的t1和t2或者t3和t4，可采用多项式拟合或样条函数拟合的方法，通过水位拟合函数确定出极值点以及前后时刻。

乘潮水位在航运和海洋工程中具有重要的用途。例如，对于水深较浅的航道，较大吨位的船舶需乘高潮进出港，因此必须保证在通过航道的时间段内，潮位不低于某个预定的高度。在一些水下施工作业中，需要在低潮前后实施，因此必须保证在作业时间段内，潮位不高于某个预定的高度。