旅遊:河口潮汐的變化

2020-12-04 百家號

在河流的出口地段,能直接觀測到有的支流注人幹流,有的幹流注入湖泊、水庫、海洋等現象,這些由河流注人鄰近水體的河段,由於受到河流本身和鄰近水體的影響而發生互相交換,最後構成了該河段既具有原有河流的水流性質,又具有鄰近水體的水流性質,這種河段統稱為「河口」。由支流注人幹流的河口稱「支流河口」;把注人湖泊的河口稱「入湖河....稱人庫河口、入海河口。因為世界極大多數的河流最終注人海洋,所以,就河口的經濟意義和學科的理論意義來說,人海河口顯得特別重要。 河口潮汐的特徵和利用 人海河口除了受到上遊河水逕流影響以外,還受到下遊潮流、風浪、鹽度等海洋因素的影響,這些海洋影響由於地點、時間的不同,其影響程度也各有主次。例如在高緯度地區風浪的影響較大,特別是增減水對河口水文引起了重大的變化,而且具有明顯的季節性;而在低中緯度地區潮汐因素比高緯度明顯,地處中、低緯度的國家往往把潮汐作為河口水文的重要海洋因素來研究,我國的情況就是這樣的。

河口潮汐的變化主要是取決於口外潮波的原始形態和河口沿程的地形影響以及上遊逕流的大小,一般說河口地區的潮汐送動包括了潮位、潮差、漲落潮歷時和張落湖湖低、流量及流速等嬰素的變化。潮位呈周期性的變化,一般用「波」的性質來描述,而其它要素的變化,可以視為由波的運動而引起的形態和動態的變化。湖差是衡量潮汐大小的指標之一,我國北緯40°一50°的河口口門與港灣,其潮差般小於3米,但近於北緯45°一50° 的法國聖馬洛灣、英國塞汶河口及美、加接界的芬地灣,卻是世界上最大的潮差地段,一般平均潮差在8一11米,最大的可達16米,可見口門潮差的大小,主要不是決定於緯度因素,而是決定於外海潮波的傳播與沿程變形程度。潮差溯河而,上的沿程變化是反映了潮波能量沿程消耗的過程,它們總的趨勢是潮差沿程逐漸減小,同樣漲潮歷時也沿程減小,但是,由於河口各段的地形影響不同,在個別地段,潮差反而沿程可能增加,附表是表明長江口和錢塘江口潮差沿程變化的例子。

由表可知,口外兩河口受相同的天文要素,潮差一致,自此而上,由於口內地形和水深條件不同,沿程有明顯的差異,前者由於水深較大,地形平坦,潮波在行進過程中,地形的阻力影響以能量損耗為主,潮差沿程減小;後者由於突然變成和平面呈喇叭形的影響,湖波在行進過程中,地形的影響以反射為主,由于波的疊置,潮差在幹浦以下河段沿程反而增加。在特殊的情況下可以形成湧潮。我國錢塘江湧潮就是一例。 河口區的潮差和湖差變化,可以用來發電和為交通運輸服務。目前世界上已運轉的潮汐發電有法國的朗斯電站,裝機容量已達到24萬斑。正在計劃中的有法國梭塞電站(裝機容量1000~2000萬千瓦,平均潮差8.45米);英國的塞汶河口潮汐電站(裝機容量200~400萬千瓦,平均潮差8.4米);蘇聯的麥晉河口潮汐電站(裝機容量60萬千瓦,平均潮差5米);我國浙、閩河口潮差最大,約4~5米,有關部門曾對錢塘江口和甌江口的樂清灣的潮汐發電有過規劃。

河口潮差還可以用來為水運交通事業服務。目前因航海事業的發展,船泊吃水深度要求愈來愈高,目前,利用潮差變化規律,採用乘潮進港的措施,是一個行之有效的好辦法,我國的長江口,如果不考慮潮差的特點,一般只能引進5000噸的輪船,目前採用乘潮進港的措施,已能引進2萬多噸的貨輪。河口的潮量、潮流量和潮流速的沿程變化由於沿程阻力的影響和河水逕流的頂託作用,它們總的變化趨勢,也是由下而上逐漸變弱變小,一般漲潮流量或流速與下洩逕流量或流速相等地段,潮流量為零,該點為潮流界點,自上而下,潮流為往複流,有漲、落之分,稱為潮流段。潮流界點以上河段,只能見到河水流向出口,卻見不到逆向上遊的漲潮流,但是河水由於受到漲潮流的頂託影響和落潮流下洩的加速下洩的影響,水位仍然有周期性的上下變化,這種變化可以波及到很遠的距離,該段稱為潮區界,我國長江口的潮區界,是徐天涇至江陰以上,長達100公裡以上,佔全河口總長的1/3,錢塘江湖區界是杭州至上遊蘆茨埠,長76公裡,也是佔全河口的1/3左右。

河口潮流段的流量、流速變化,由於對漲落潮的劃分標準不同,在命名上就有不同的特點,所謂漲潮和落潮是以湖位為劃分標準,由低潮位至高潮位稱為漲潮;由高湖位到低潮位稱為落潮。所謂漲潮流和落潮流是以湖流方向作為劃分標準,流向河口上遊稱為漲湖流,反之,流向河口下遊,稱落潮流。湖位過程線與潮流過程線由於河口地形的影響,兩過程線在同一時段內位相可以是同位相的,也可以是位相差差90%,前者從波的角度理解,屬前進波,此時潮流為分成四個時期即漲潮落潮流、漲潮張潮流、落潮漲潮流和落潮落潮流。後者是屬駐波,此時潮流分兩個時期即漲潮漲潮流和落溯落潮流。一般河口潮波介於前進波和駐波之間,潮流仍然可以分成四個時期,但是每時期的時間都是各有長短之分。

鑑於河口區的地形影響,漲潮流速由下遊逆向上遊,局部地段可能程增加, 例如錢塘江的幹浦河段就是這樣的。從生產潮汐來看,果然有許多有利的方面,但也可能帶來許多不利的方面,例如農田灌低、城市給水、上遊河流洩洪和下遊風暴潮的破壞等等。1953年2月1日,北海的一次風暴潮影響到西歐許多國家,據統計,英國英倫本島的東南部(包括泰晤士河河口)的大部分地區被海水淹沒,損失慘重。荷蘭這次損失達4億美元。,為了戰勝海潮的破壞,西歐等國都重於修建大型的擋潮閘工程。例如英國泰晤士河擋潮閘投資達2.7億美元,如果加上下遊堤防工程,總投資達6.5億美元。我國和日本等國的擋潮閘工程,主要是為了防潮蓄談改善城市供水,如天津市的海河閘。也有的是為了增加農田灌溉,如浙江的寧波姚江閘和蘇北沿海的擋潮閘等。至於防止海潮襲擊和破壞,在我國主要是海塘工程,例如為了防止錢塘江湧潮的破壞,從唐朝以來陸續建有海塘,目前歷代修建的石塘長堤已超過300多公裡。

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