[科普中国]-设计潮位

设计标准

设计潮位是海岸防灾工程设计中的一个重要水文数据，它不仅直接影响着堤防工程高程的确定，而且影响到建筑物类型的选择以及结构计算等。海岸防灾工程的规模、等级和使用情况不同，选用的设计潮位也不同。设计潮位通常包括设计高、低水位。

海岸地区的水位通常不是由单纯的天文因素造成的，而是由于寒潮、热带气旋、地震、海啸所造成的增减水与天文潮组合而成的，在河口地区往往还要受到上游来水的影响。

过去，我国一些单位在设计中，堤防工程的设计高水位采用历年最高潮位，在实测资料的年限较短的情况下，历年最高潮位则根据调查和论证确定。设计低水位一般采用历年最低潮位。从全国各海岸地区的验潮资料来看，随着年数的增多，历年最高、最低潮位的数值有较大的差异。由调查而来的历史最高、最低潮位，同样存在着这个问题，而且数值更不可靠。对特高与特低潮位的取舍。更无一定的标准。

为了克服上述缺点，我国有关单位经过大量潮位资料分析比较后，建议采用年频率统计的方法来确定设计水位。在具有连续20年以上高、低潮位的地点，用频率分析法推求50年一遇的高、低潮位作为堤防工程的设计水位。这样确定的潮位具有明确的统计含义，而对于其他一些特殊水位也可在规定重现期的基础上予以推算。2

海港工程的设计潮位应包括：设计高水位、设计低水位；极端高水位、极端低水位。

在海港工程的总体设计和水工建筑物结构设计中，可用相同的设计高水位、设计低水位和极端高水位，而极端低水位主要用于水工建筑物结构设计。

对于海岸港和潮汐作用明显的河口港，设计高水位应采用高潮累计频率10%的潮位，简称高潮10%；设计低水位应采用低潮累计频率90%的潮位，简称低潮90%。

对于海岸港和潮汐作用明显的河口港，如已有历时累计频率统计资料，其设计高水位和设计低水位也可分别采用历时累计频率1%和98%的潮位。

对于汛期潮汐作用不明显的河口港，设计高水位和设计低水位应分别采用多年的历时1%和98%的潮位。

海港工程的极端高水位应采用重现期为50年的年极值高水位，极端低水位应采用重现期为50年的年极值低水位。3

推算高、低潮位在海洋工程设计中是一个重要的水文数据，它不仅直接影响着港口陆域及建筑物的高程和船舶航行水域深度的确定，而且影响到建筑物类型的选择以及结构计算等。海洋工程的规模、等级和使用情况不同，选用的设计潮位也不同。设计潮位通常包括设计高、低潮位，极端高、低潮位和乘潮潮位。4

设计高、低潮位设计高、低潮位是指海工建筑物在正常使用条件下的高、低潮位，对人工岛或码头而言，在设计高、低潮位范围内，它应能保证设计中考虑的最大船舶在各种装卸作业条件下，均可以安全地靠泊并进行装卸作业，同时应保证在各种设计荷载下，满足结构以及地基强度和稳定性的要求。

确定设计高、低潮位时，有的国家采用平均大潮高、低潮位；有的国家采用潮位历时累积频率1%和98%的潮位。在有关单位对我国沿海潮位资料进行详细分析研究后，我国《海港水文规范》规定：对于海岸港和潮汐作用明显的河港，设计高潮位采用高潮累积频率10%的潮位，简称高潮10%；设计低潮位采用低潮累积频率90%的潮位，简称低潮90%。如已有历时累积频率统计资料，其设计高、低潮位也可分别采用历时累积频率1%和98%的潮位。对于汛期潮汐作用不明显的河VI港，设计高、低潮位分别采用多年历时1%和98%的潮位。在进行潮位累积频率统计时，应有多年的实测潮位资料或至少完整一年逐日每小时的实测潮位资料。

极端高、低潮位极端潮位是指港口建筑物在非正常工作条件下的高、低潮位。这种潮位通常不是由单纯的天文因素造成的，而是由于寒潮、台风、低压、地震、海啸所造成的增减水与天文潮组合而成的。极端高、低潮位的重现期是以几十年计算的。因此在出现这种潮位时，并不要求海洋建筑物能正常使用，可以不再作业，但却要求在非作业时的各种荷载作用下，各部分结构和地基仍具有一定的安全度。

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，此时应该统计高潮潮位持续的时间。为了保证船舶航行安全，应根据其出入作业的要求，选定合理的持续时间t。在确定乘潮潮位时，应根据船舶出入港口或修造船船坞的密度，确定水位不低于该潮位的累积频率户。高潮乘潮潮位的推求步骤如下：

(1)在潮位过程线上，量取各次潮峰上历时为，小时的潮位，统计其在不同潮位级内的出现次数；

(2)其余步骤与高潮(潮峰)累积频率曲线的绘制步骤相似，绘出持续时间为}的高潮乘潮潮位累积频率曲线。4

相关概念海岸及海洋工程中，高程测量和水深测量的起算面(零面)称为基准而。

1.平均海平面

平均海平面根据分析的时程不同，分为日平均海平面、月平均海平面、年平均海平面和多年平均海平面。1 956年以前．我国各地区的测绘部门采用的基准面并不统一，如青岛零点、吴淞零点、大沽零点、珠江零点等。从1956年起，全国统一采用“黄海平均海平面”作为陆地高程起算面，它是青岛验潮站多年(19年)的每小时潮位观测记录的平均潮平面。随着观测资料的积累，重新核算的“1985吲家高程基准”比1956年黄海基面高0.0389 m。

2.海图深度基准面

平均海平面是确定陆地高程的起算面。为了确定海洋的深度，就要以海图深度基准面为起算面。巾于潮位的升降，实际海平面大约有一半时问低于平均海平面，如以平均海平面作为深度起算面，那么实际水深将有一半左右时间小于海图中标出的水深。为了保证航海安全．海图中标出的深度最好近似最小深度，即在绝大部分时问内，实际水深大于海图水深。为此，海图深度基准面即为潮汐可能到达的最低潮面。可根据理沦计算得出。由于各海区潮差大小不同，海度深度基准面距平均海面的高度亦不相同。确定海图深度基准面的理论很多，各国所采用的标准亦各不相同．主要有可能最低潮位面、实测最低潮位面、平均大潮低潮面。1956年以后，我国统一采用“理论(深度)基准面”作为海图深度基准面，它是用8个分潮进行组合计算获得的理论上潮汐可能达到的最低潮面。

3.潮高基准面

潮汐表上所预报的潮位值也有一个起算面，这个起算面称为潮高基准面。它是平均海平面下的一个面，在潮汐表巾都有注明，它与海图深度基准面不一定一致，因此任何时刻某海区某处的实际水深就等于海图深度加上这两个基准面之间的差值和该海区潮汐表L的潮化预报值。对于港口工程建设而言，总是希望水深和潮位都从一个基准匝起算。在新的地区建设海港时，潮高基准面以采用理论深度基准面。2