潮汐壩法概念

潮汐壩法是指在海灣入口或有潮汐的河口建堤壩、廠房和水閘，與海隔開(kāi)形成水庫(kù)，利用漲落潮時(shí)庫(kù)水位與外海潮位之間形成的水位差進(jìn)行發(fā)電的方式。

潮汐電站一般采用潮汐壩法發(fā)電、電站主要由堤壩、泄水閘和發(fā)電廠房建筑物等。有通航需要時(shí)還應(yīng)設(shè)置船閘，同時(shí)可進(jìn)行圍墾種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游和交通等綜合開(kāi)發(fā)。

有單庫(kù)單向式、單庫(kù)雙向式、雙庫(kù)式、發(fā)電結(jié)合抽水蓄能式等。

潮汐能發(fā)電是清潔的能源利用方式，發(fā)電過(guò)程不排有害廢氣，廢物，不產(chǎn)生二氯化碳。潮汐電站對(duì)電站所在區(qū)域的自然環(huán)境將產(chǎn)生一定影響。海詳環(huán)境對(duì)電站也有影響，海水所含泥沙受地形、波形影響可能導(dǎo)致泥沙淤積，影響水位變化，進(jìn)而影響電站有效運(yùn)行小時(shí)。

潮汐能（tide energy） 海水周期性漲落運(yùn)動(dòng)中所具有的能量。其水位差表現(xiàn)為勢(shì)能，其潮流的速度表現(xiàn)為動(dòng)能。這兩種能量都可以利用，是一種可再生能源。由于在海水的各種運(yùn)動(dòng)中潮汐最守信，最具規(guī)律性，又漲落于岸邊，也最早為人們所認(rèn)識(shí)和利用，在各種海洋能的利用中，潮汐能的利用是最成熟的 。

潮汐現(xiàn)象對(duì)人類(lèi)從事海上生產(chǎn)和軍事活動(dòng)有著極大的影響，因而早就引起人們的重視。我國(guó)古代勞動(dòng)人民和學(xué)者對(duì)于這一現(xiàn)象有著比較深刻的認(rèn)識(shí)并掌握了它的變化的基本規(guī)律， 從而提出了各種預(yù)報(bào)方法。隨著生產(chǎn)和科學(xué)的發(fā)展， 人們對(duì)潮汐預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度的要求愈來(lái)愈高，同時(shí)對(duì)潮汐現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)也逐步深化，因而預(yù)報(bào)方法也更趨完善。

到目前為止，潮汐的預(yù)報(bào)方法大致可分為三種類(lèi)型：非調(diào)和法、調(diào)和法和感應(yīng)法。

潮汐預(yù)報(bào)非調(diào)和法

非調(diào)和法原先是一種將預(yù)報(bào)地點(diǎn)的高、低潮的時(shí)間和高度同月亮及太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的一些主要要素聯(lián)系起來(lái)的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法，而標(biāo)志這兩者關(guān)系的常數(shù)就叫做非調(diào)和常數(shù)。非調(diào)和常數(shù)通常用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的方法得出，但在調(diào)和方法出現(xiàn)之后，也可以用調(diào)和常數(shù)來(lái)計(jì)算。

由于歷法主要是根據(jù)太陽(yáng)和月亮相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)而確定的，因此非調(diào)和法也可以將潮汐狀況同日歷直接聯(lián)系起來(lái)。

非調(diào)和法預(yù)報(bào)潮汐在我國(guó)有長(zhǎng)久的厲史。據(jù)記載，大約在一千二百年前， 唐朝的竇叔蒙就指出月相與潮時(shí)之間具有基本上是線(xiàn)性的關(guān)系。從古雙來(lái)，民間應(yīng)用農(nóng)歷日期推算潮汐是相當(dāng)普遍的，某些地區(qū)記載的潮候圖實(shí)際上就是一種用非調(diào)和法預(yù)報(bào)的潮汐表，現(xiàn)在在各地勞動(dòng)人民中間還流傳著各種預(yù)測(cè)潮汐的諺語(yǔ)，所采用的方法也可劃歸非調(diào)和法范疇。

在西方較早的比較完善的方法是1831年英國(guó)陸波克(Lubbok ) 提出的。他不但考慮了月令，而且還考慮了月亮赤緯、視差和全日不等的影響，但他的方法仍然是比較簡(jiǎn)單和粗糙的。蘇聯(lián)杜瓦寧進(jìn)一步研究了月亮赤緯、太陽(yáng)赤緯與月中天時(shí)刻之間的關(guān)系，用非調(diào)和法編制了永久潮汐表。

我國(guó)廣泛使用非調(diào)和法預(yù)報(bào)潮汐是與使用農(nóng)歷的習(xí)慣分不開(kāi)的。這種歷法是既根據(jù)太陽(yáng)也根據(jù)月亮的運(yùn)動(dòng)而制定的，用這種歷法推算潮汐顯得特別方便。

潮汐預(yù)報(bào)調(diào)和法

調(diào)和法是目前潮汐分析和預(yù)報(bào)中采用的一個(gè)基本的主要的方法。

目前世界各國(guó)出版的潮汐表和潮流表差不多都是采用調(diào)和法推算的。

調(diào)和分析方法是將月球繞地球、地球繞太陽(yáng)的橢圓運(yùn)動(dòng)，以及天體間的攝動(dòng)運(yùn)動(dòng)，采用級(jí)數(shù)分解的方法，分解成一組止余弦無(wú)窮級(jí)數(shù)。

根據(jù)預(yù)報(bào)精度要求，確定選取主要級(jí)數(shù)項(xiàng)，再根據(jù)具體港口的潮汐實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，解算出各級(jí)數(shù)項(xiàng)的系數(shù)和初始角度，然后根據(jù)時(shí)間，即可預(yù)報(bào)后面某一時(shí)刻的潮高。

潮汐預(yù)報(bào)感應(yīng)法

戚應(yīng)法是1966年美國(guó)和英國(guó)海洋學(xué)家芒克( Munk ) 和卡特雷特( Cartwright ) 提出的。

這個(gè)方法在理論上比調(diào)和法更加嚴(yán)整， 但其基本思想?yún)s頗為簡(jiǎn)單。

目前感應(yīng)法還僅限于在理論分析研究中使用，實(shí)際潮汐預(yù)報(bào)中尚未見(jiàn)應(yīng)用。一個(gè)原因是調(diào)和法沿用日久，已積累了大量分析結(jié)果，其預(yù)報(bào)效果又不比感應(yīng)法差多少，很難改而采用感應(yīng)法。另一個(gè)重要原因在于感應(yīng)法還有一些不便之處。

我國(guó)沿海有許多重要淺水港口，如上海、廣州等。這類(lèi)港口由于航道較淺，對(duì)潮汐預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度要求就比較高，而這些地區(qū)的潮汐預(yù)報(bào)誤差一般較大。除了氣象影響在這些地區(qū)表現(xiàn)得更激烈之外，從潮汐本身而言，主要是由于在淺水區(qū)域非線(xiàn)性效應(yīng)不可忽視，潮波波形常常產(chǎn)生顯著的畸變。

在潮汐預(yù)報(bào)中，由于淺水潮汐的復(fù)雜性，一般采用調(diào)和方法(例如杜德森( 1928 ) 提出的60個(gè)分潮。往往不能獲得滿(mǎn)意效果。為此，杜德森曾子1957 年提出了一個(gè)直接對(duì)高低潮進(jìn)行淺水改正的方法。這個(gè)方法雖然使高低潮的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度有了提高，但把它應(yīng)用到逐時(shí)潮高預(yù)報(bào)上則有許多困難和不便之處。

近年來(lái)，通過(guò)譜分析，先確定比較重要的分潮， 后再進(jìn)行調(diào)和分析和預(yù)報(bào)的方法， 在國(guó)外頗為流行。

但它存在著下面幾個(gè)問(wèn)題：

（1）淺水分潮的重要性往往是因地而異的。例如英國(guó)和美國(guó)曾分別對(duì)泰唔士河口及安科雷季的潮汐記錄進(jìn)行了譜分析， 業(yè)將調(diào)和分潮的個(gè)數(shù)分別增加到113 個(gè)和115 個(gè)。但是在這兩個(gè)地方選出的淺水分潮差別很大。這樣一來(lái)，在進(jìn)行潮汐分析和預(yù)報(bào)時(shí)就必須在不同的港口采用不同的淺水分潮，這在實(shí)際工作中是一件相當(dāng)麻煩的事情。

（2） 在淺水分潮中常常有這樣的情況，即來(lái)源于不同源分潮的淺水分潮具有相同的或十分接近的周期。到目前為止，通常的處理方法是根據(jù)源分潮的重要性，確定其中一個(gè)為主的淺水分潮，然后在分析和預(yù)報(bào)時(shí)就只考慮這一個(gè)淺水分潮的存在。這自然會(huì)給計(jì)算帶來(lái)誤差。

（3）在淺水港口， 往往存在大量小振幅然而又是不可忽略的高頻振動(dòng)。它們的影響一般主要表現(xiàn)在潮時(shí)預(yù)報(bào)方面。由于它們的振幅校小，在調(diào)和分析時(shí)常常由于偶然因素的影響，使得這些分潮的遲角出現(xiàn)較大誤差。

上述問(wèn)題給調(diào)和方法的廣泛使用帶來(lái)一定的困難。

根據(jù)工作實(shí)踐，如果把調(diào)和方法同非調(diào)和方法結(jié)合起來(lái)，常?？梢匀〉幂^好的預(yù)報(bào)效果。例如從1966年開(kāi)始， 我們?cè)捎靡环N簡(jiǎn)單相關(guān)法對(duì)我國(guó)十幾個(gè)淺水港口的低潮時(shí)預(yù)報(bào)進(jìn)行了改進(jìn)，效果良好。

潮汐能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)潮汐能屬于可再生資源，蘊(yùn)藏量大，運(yùn)行成本低;潮汐能發(fā)電對(duì)于環(huán)境影響小，發(fā)電不祥放廢氣廢渣廢水，屬于潔凈能源潮汐發(fā)電的水庫(kù)都是利用河口或海灣建成的，不占用耕地，也不像河川水電站或火電站那樣要淹沒(méi)或占用大面積土地潮汐能發(fā)電不受洪水、枯水期等水文因素影響潮汐電站的堤壩較低，容易建造，投資也較少。