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1、工程设计中的潮位推算 2011级 港口海岸与近海工程 李长东 工程设计中的潮位推算 n设计潮位 n资料充足时的潮位推算 n资料短缺时的潮位推算 一、工程潮位 1.设计高、低潮位 海工建筑物在正常使用条件下的高、低潮位。 正常使用：（1）船舶可以安全地靠泊并进行装卸作业 （2）建筑物和地基不被破坏 2.极端高、低潮位 海工建筑物在非正常工作条件下的高、低潮位。 非正常使用：（1）船舶不能停靠作业 （2）建筑物和地基不被破坏 3.乘潮潮位 当港口或修造船船坞航道里的水较浅时，船舶的出入需要乘 潮进行 二、资料充足时的潮位推算 (一)设计高、低潮位的推算 1.潮位历时累积频率曲线 以全年逐日每小时的
2、潮位记录作为统计数据进行频率分析绘 制而成，因此至少需要一年的实测资料。 绘制步骤:（1）确定最低、最高潮位，给出潮位变幅 （2）划分间隔，一般取10或20cm （3）由高到低逐级统计累积出现的次数 （4）计算累积频率p=m/(n+1),m为累积次数，n为 总次数 （5）描点作图 间隔8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月次数累加 次数m 经验频 率% 419400 399380 379360 359340 339320 319300 299280 279260 259240 239220 219200 199180 179160 159140 139120 119100 99
3、80 7960 5940 3920 190 -1-20 -21-40 -41-60 7 16 14 21 28 37 25 16 24 20 25 16 24 20 25 5 6 5 3 2 4 22 30 44 52 56 52 46 44 32 48 47 39 49 37 50 34 18 12 2 4 13 37 36 59 53 51 52 36 35 51 43 45 43 49 36 52 24 13 3 3 6 8 15 25 38 51 57 54 44 45 42 34 43 38 54 48 52 34 21 8 3 3 10 19 41 58 60 57 50 43 4
4、0 42 40 43 50 55 40 41 17 18 11 5 1 6 22 39 43 53 62 51 45 42 39 45 44 48 55 44 39 29 19 13 5 1 2 18 31 37 59 53 50 46 44 39 44 40 41 42 41 35 39 22 8 5 2 11 32 43 50 62 56 48 43 38 47 45 44 41 47 41 48 31 12 9 1 3 7 38 35 51 50 54 44 50 43 40 40 49 41 49 48 41 22 12 3 3 12 23 54 70 55 53 49 48 41 4
5、9 35 52 47 43 43 34 20 9 4 3 11 19 36 59 61 59 44 36 47 42 42 50 45 54 41 29 18 12 9 3 2 14 23 32 43 50 52 53 33 36 39 39 33 58 46 30 28 17 14 7 6 1 2 19 86 188 339 515 608 647 609 501 494 496 486 479 522 527 524 456 355 235 124 57 17 2 2 21 107 295 634 1149 1757 2404 3013 3514 4008 4504 4990 5469 5
6、991 6518 7042 7498 7853 8088 8212 8269 8286 8288 0.02 0.25 1.29 3.56 7.65 13.86 21.20 29.00 36.35 42.39 48.35 54.34 60.20 65.98 72.28 78.63 84.96 90.46 94.74 97.58 99.07 99.76 99.96 99.99 次数3367207447207447446967447207447206568288 潮位历时累积频率曲线 1%的潮位作为设计高潮位，98%的潮位作为设计低潮位 2.潮峰、潮谷的累积频率曲线 以每日两次高潮和两次低潮的潮位作
7、为统计数据而绘制的累 积频率曲线，因此研究的是半日潮的统计数据。 绘制方法与历时累积频率曲线绘制方法相同。 3.关于两种方法的讨论 对于海岸港和潮汐作用明显的河口港，高潮10%和低潮90%与 历时1%和历时98%的潮位很接近，其差值一般在10cm内，两 种方法皆可； 对于汛期潮位作用不明显的河口港，汛期洪水位变化超过潮 位变化，只能用历时1%和历时98%的水位值作为设计潮位。 潮峰累积频率曲线 潮谷累积频率曲线 10%的潮位作为设计高潮位 90%的潮位作为设计低潮位 (二)极端高、低潮位的推算 频率分析法 一般推求重现期50年一遇的潮位，需要至少连续20年的实测 资料，还要调查历史上的特殊潮位
8、。 极值型分布 采用最小二乘法估计分布参数 、 令 ，则计算公式如下： 式中， 表示年数， 表示每年的潮位最值 则多年一遇高水位 同理得到多年一遇低水位 n特殊潮位的处理 在观测序列年之外出现特殊潮位，需要调查确定特殊潮位值X 及其重现期N。 式中， 查表时n取为N 例1.已知某工程海区连续20年最高潮位观测序列（见下表 ），推算50年一遇的极端高潮位。 序号年最高潮位 x(cm) 序号 年最高潮位 x(cm) 1 2 3 4 5 376 365 356 352 351 141376 133225 126736 123904 123201 11 12 13 14 15 336 334 333
9、330 326 112896 111556 110889 108900 106276 6 7 8 9 10 351 350 350 349 340 123201 122500 122500 121801 115600 16 17 18 19 20 326 323 322 320 317 106276 104329 103684 102400 100489 求和68072321739 解 p/%124510255075909599 3.8363.1792.5172.3021.6250.680-0.148-0.8-1.277-1.525-1.93 3.5472.9722.3502.1481.5110.623-0.154-0.767-1.216-1.448-1.828 例2.潮位观测序列同例1，据调查在此序列之前出现+494cm的特高潮位 ，重现期为36年，进行特大值处理后，推算50年一遇极端潮位。 解 （三）乘潮潮位的推算 为保证船舶航行安全，应根据船舶出入作业要求和密度选定 合理的持续时间t，确定水位不低于该潮位的累积频率p。 推求步骤： （1）在潮位过程线上，量取各次潮峰上历时为t小时的潮位 ，统计其在不同潮位级内的出现次数； （2）其余步骤与潮峰累积频率曲线的绘制步骤相似，绘出持续 时间为t的高潮乘潮潮位累积频率曲线； （3）按设计要求，从上述曲线上读取累积频率为p的潮位值。
