[发明专利]基于基站水位观测的海床基沉降量差分计算方法

摘要

本发明公开了基于基站水位观测的海床基沉降量差分计算方法，包括如下步骤：(Ⅰ)选取海面为海床基观测点的参考基面，建立海床基观测点到海面的沉降高程式：Δh(t)＝h_d(t)‑h_d(0)‑Δh_d(t)；(Ⅱ)通过分潮模型建立静水水深与实时水深的关系模型；(Ⅲ)由于参考基面——海面的高度是随潮汐变化的，其与就近封闭海域岸基观测站的岸基观测点的潮汐动态幅值、角频率变化量相同，通过步骤(Ⅱ)所建立的分潮模型，建立海床基观测点静水水深变化量△h_d(t)与岸基观测点静水水深变化量的关系；(Ⅳ)将步骤(Ⅱ)中，步骤(Ⅲ)中的各式代入步骤(Ⅰ)中，得到动态沉降高程随时间的变化函数值：结合岸基观测站公开的部分观测资料，可大大节约海床基沉降观测成本，并且结果准确可靠，对于研究海床固结及其在波浪动力作用下的响应具有重要意义。

主权项

1.基于基站水位观测的海床基沉降量差分计算方法，其特征在于，包括如下步骤：(Ⅰ)选取海面为海床基观测点的参考基面，建立海床基观测点到海面的沉降高程式：Δh(t)＝hd(t)‑hd(0)‑Δhd(t)   (1)式中：hd(t)为t时刻的海床基观测点静水水深，hd(0)为t＝0时刻的海床基观测点静水水深，Δhd(t)为t时刻的海床基观测点静水水深变化量；(Ⅱ)通过分潮模型建立静水水深与实时水深的关系模型，具体步骤如下：(a)选取分潮模型：上式中，A(t)为潮汐的振幅随时间的变化函数，ω为角频率，为初相位；(b)建立观测点的实时水深Y(t)模型：上式中，Y_d(t)为观测点的静态水深；为初相位；在t＝0时刻，根据式(3)可求得初相位其中，Y(0)为t＝0时刻，观测点的实时水深；A(0)为第一个高潮(或低潮)潮位；Yd(0)可通过实时水深在第一个潮周期的积分获得：上式中，潮周期T＝2π/ω，实时水深通过传感器可以测得；得：岸基观测点的初相位为：海床基观测点的初相位为：(c)根据步骤(b)中的(3)式建立t时刻的海床基观测点静水水深方程hd(t)：(d)根据步骤(b)中的(5)式建立t＝0时刻的海床基观测点静水水深方程hd(0):其中：潮周期(Ⅲ)由于参考基面——海面的高度是随潮汐变化的，其与就近封闭海域岸基观测站的岸基观测点的潮汐动态幅值、角频率变化量相同，通过步骤(Ⅱ)所建立的分潮模型，建立海床基观测点静水水深变化量△hd(t)与岸基观测点静水水深变化量的关系，具体步骤如下：由于处于同一海区岸基观测站不会发生沉降，则有Δh_d(t)＝ΔH_d(t)；而ΔH_d(t)＝H_d(t)‑H_d(0)；令Y(t)＝H(t)、Y_d(t)＝H_d(t)＝H_d(0)+ΔH_d(t)代入式(3)，可得：其中，H(t)为岸基观测点在t时刻的观测值；H_d(0)可通过式(5)求得；A(t)为距离t时刻最近的高潮(或低潮)潮位绝对值；ω＝2π/T，T为潮周期；可通过式(5)求得；(Ⅳ)将步骤(Ⅱ)中的式(6)、式(7)，步骤(Ⅲ)中的式(8)代入步骤(Ⅰ)的式(1)中，得到动态沉降高程随时间的变化函数值：其中：