第八章潮汐河口的演变
第八章 海的地质作用
第八章海水的地质作用教学目的要求：了解海水的化学成分、物理性质、运动方式及海洋生物；掌握波浪、潮汐、洋流、浊流的剥蚀、搬运作用，熟练掌握滨海、浅海、半深海、深海的沉积作用。
了解海水进退的原因、意义及其形成的地质现象。
教学重点及难点：重点是海水的沉积作用；难点是海水的运动。
第一节海洋概况海洋占整个地球面积的70.8%，地球上的水约有97%存在于海洋中，在地质历史中，沧海桑田、海陆变迁，占陆地表面75%的沉积岩中绝大部分是海洋沉积形成的，因此海洋的地质作用是极为重要的。
一、海与洋海和洋构成了海洋。
一般来说，近陆为海、远陆为洋，水体相同，均为海水。
海洋是地球上广大而连续分布的咸水体的总称。
洋底地貌可以分为大洋中脊和深海盆地。
海底地貌单元有：大陆架、大陆坡、大陆基、岛弧、海沟和弧后盆地。
但两者有着根本性区别：海洋是地球上广大而连续分布的咸水体的总称。
二、海水的化学成分1.海水中含有大量的矿物质和有机质，其中以可溶性盐为主。
世界各大洋的一般含盐度为33-38‰，盐分的多少随地区的气候不同而变化。
盐分主要是氯化物、硫酸盐、碳酸盐等，在海水中都呈溶解状态。
海水中溶解的化学元素约有80余种，其中以钠离子和氯离子最后，所以海水是咸的。
2.海水中含有Au、Ag、Ni、Co、Mo、Cu等数十种微量元素，很多国家正在进行提取开发实验。
3.此外，海水中还溶解有多种气体。
其中具有重要地质意义的是O2与C02，它们来自于空气以及海中生物的生命活动。
三、海水的物理性质1.海水的密度海水的密度略大于蒸馏水，一般为1.02-1.03g/cm3随各地海水的盐分、温度变化而变化。
2、海水的压力海水的压力随深度增加而增加，到海底深部压力极大，可达108Pa。
3、海水的温度①海水表层温度：赤道附近为25-28℃，两极地区为0℃左右。
②海水温度随深度增强而降低，到300米以下变化极小，一般为－1～5℃。
4.海水的透明度和颜色大洋为蓝色，透明度较好，光照可达200米。
河流动力学习题集
《河流动力学》习题集第一章1、泥沙粒径有哪些表达形式?2、试分析粒配曲线图上沙样曲线组成的相对均匀程度。
3、比表面积指什么？它有何重要意义？4、什么是双电层与结合水? 双电层的厚度与液体中反离子浓度有何关系，对絮凝有何影响？5、何谓泥沙干容重?它受哪些因素的影响?6．什么是泥沙的沉速?球体沉速与等容泥沙的沉速是否相同?为什么? 7．泥沙沉速在层流、紊流、过渡区中的计算公式有何不同?如何判别这三种绕流状态?8．窦国仁建立沉速公式的基本出发点是什么?该公式的优缺点如何? 9．原水利电力部规范推荐的沉速计算公式有哪些?10、按水利部规范推荐的公式分别计算D=0.01，0.5，3mm时的沉速。
（g =9.841m/s2，水温为20°C）11、当D=0.5mm时，按岗恰洛夫公式，沙玉清公式，张瑞谨公式，窦国仁公式分别计算水温为20°C时，泥沙的沉速。
12．什么是絮凝现象?影响絮团沉速的因素有哪些?第二章1、已知泥沙粒配资料如下，做泥沙粒配曲线，并用合适的代表粒径，按照岗恰洛夫和沙莫夫公式，求水深h=0.5时的起动流速Uc。
2、推移质运动规律的研究涉及哪些环节，实际意义如何?3、按运动状态的不同，泥沙运动的形式有哪几种，和水流强度的关系怎样?其中推移质运动多以哪种运动形式出现?4、推移质和悬移质有何区别?它们是如何进行交换的?5、怎样表示泥沙的起动条件?如何判别床面泥抄是否起动?定量判别泥沙是否起动的困难是什么?6、试列出泥沙颗粒以滑动形式起动时力的平衡方程式，并推导出起动流速公式的一般结构形式。
运用多种形式的流速垂线分布公式，将近底流速u o转换为垂线平均流速U，进而推导出泥沙起动流速公式U C。
7、希尔兹的起动拖曳力理论有何特点?试推导希尔兹的起动拖曳力公式。
8、运用希尔兹理论求起动拖曳力时需要哪些实际资料，计算步骤如何?9、已知组成河床泥沙的资料如下，河流水深h=1.2m，比降J=0.9×10-4，水温T=20℃，水流为均匀流。
潮汐河口分类指标与河床演变特征研究
潮汐河口分类指标与河床演变特征研究
熊绍隆;曾剑
【期刊名称】《水利学报》
【年(卷),期】2008(039)012
【摘要】本文在前人关于河口分类研究的基础上,分析了影响河口形态及其演变的主要因素,收集整理了水沙资料相对齐全的29个河口的相关数据及其演变特征,根据潮汐河口水流挟沙率与流速的关系,确定以径、潮流比值a和径、潮流含沙量比值β的组合aβ1/2作为潮汐河口分类指标,并采用投影寻踪动态聚类模型予以论证.在此基础上,应用分类指标aβ1/2将潮汐河口分为河口湾型、过渡型和三角洲型三大类,其中,Ⅱ、Ⅲ类进一步各分成三个亚类.随后对不同类型河口的形成条件、水沙运动和河床演变特征进行了初步分析.
【总页数】10页(P1286-1295)
【作者】熊绍隆;曾剑
【作者单位】浙江省水利河口研究院,浙江,杭州,310020;浙江省水利河口研究院,浙江,杭州,310020
【正文语种】中文
【中图分类】TV148
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第八章潮汐河口的演变
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8.1潮汐河口的分段和分类
? (一)潮6汐.1.河1.口3 的分段
? ㈢何为潮区界？
?涨潮波消失、潮差为零之处。 ?潮区界以上不受潮汐影响，纯属径流。
分界并非固定，应是一个范围
口门
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8.1潮汐河口的分段和分类
? ?㈣何为感潮河段？
(一)潮6汐.1.河1.口4 的分段
?口门至潮区界之间受潮汐影响的河段。
? 科氏力：使潮差向潮波传播方向的右侧(北半球)递增
8.2潮汐河口区的水流特性
? (一)河口区的潮波及潮流
?潮汐周期的四个阶段：潮位涨落+潮流方向 ① 涨潮落潮流： 海水开始涨潮，但潮位上升尚未改变水面向下游倾斜和水 流向下游流动 ② 涨潮涨潮流：海水继续涨潮，河口水面壅高使得水面坡降转向上游，水 流向上游流动
? 潮流界、潮区界的位置 随外海潮差大小、河流 径流量大小而变化
8.1潮汐河口的分段和分类
?㈠何为口门？ ? (一)潮6.汐1.河1.1口的分段
?河口段多年平均中潮位水面坡降线与平均海平面交点所在的位置。
口门
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8.1潮汐河口的分段和分类
?㈡何为潮流界？ ? (一)潮6.汐1.河1.2口的分段
?涨潮流流速与径流流速相抵消，潮水停止倒灌之处。 ?涨潮逐渐减弱的原因：河床阻力、径流阻碍。
感潮河段
口门
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8.1潮汐河口的分段和分类 ? (一)潮汐河口的分段
?㈣潮汐河口分段 河流近6口.1.段1.＋5 河流河口段＝河流近海段
?⑴河流近口段：潮区界～潮流界，有朝位涨落，但流向单一，地貌呈河流。 ?⑵河流河口段：潮流界～口门 ,双向流 ,河床不稳 ,河道分汊展宽、出现沙岛沙坎。 ?⑶口外海滨段：口门～三角洲前沿，地貌主要表现为水下三角洲。
河口地区的地貌特征与演变
河口地区的地貌特征与演变河口地区是河流与海洋交汇的地方，其地貌特征与演变具有独特的魅力。
本文将探讨河口地区的地貌特征，并深入分析其演变过程。
一、地貌特征1. 河口湾：河口地区最明显的地貌特征之一就是河口湾，即河流流入海洋形成的水域。
河口湾具有宽阔的水面、浅平的水底和丰富的生物资源，常常形成天然良港。
例如，中国的珠江口、黄河口和长江口都是著名的河口湾。
2. 河流三角洲：河流在流入海洋时，由于水流受到海浪和潮汐的影响，其携带的沉积物开始沉积，逐渐形成三角洲。
河流三角洲通常由多个河道组成，河道上分布着丰富的沉积物和沼泽地。
著名的河流三角洲有尼罗河三角洲、恒河三角洲和密西西比河三角洲。
3. 滨海平原：河口地区河流与海洋交汇形成的滨海平原平坦宽广，土壤肥沃，是重要的农业生产基地。
滨海平原的地势较低，容易受到洪水和海潮的影响，但同时也提供了良好的灌溉条件和海洋资源。
二、演变过程1. 河流沉积物的沉积：当河流流入海洋时，水流速度减慢，携带的泥沙和颗粒物开始沉积。
这些沉积物在河口湾和河流三角洲形成，并逐渐丰富地扩展。
沉积物的类型和数量取决于水流的速度、波浪和潮汐的作用以及供应河流的土壤类型和含量。
2. 潮汐和海浪的影响：河口地区的地貌演变不仅取决于河流的作用，还受到潮汐和海浪的影响。
潮汐的周期性水动力作用会改变河床的形状，可能会导致河道的变化和新的沉积物的形成。
海浪的冲击力和侵蚀作用也会改变河口地区的地貌特征。
3. 人类活动的影响：随着人类活动的发展，河口地区的地貌特征也发生了一定程度的改变。
河口湾和河流三角洲常常成为人类活动的中心，例如港口、城市和工业园区的建设。
这些人类活动给河口地区的生态环境带来了一定的压力，如水质污染、土地退化和生物多样性减少。
在研究河口地区的地貌特征与演变过程时，我们应当注重对自然环境和人类活动之间的相互作用的理解。
只有充分了解地貌演变的原因和机制，才能更好地保护河口地区的生态环境，提高其可持续发展能力。
海洋潮汐课件
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引潮力 与
引潮力势
• 特点：引潮力为矢量、引潮力势为标量
• 引潮力与引潮力势的关系：
U U U FX ; FY ; FZ X Y Z F gr adU
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2。为什么要研究海洋潮汐？ • 海洋潮汐在军事上.海洋工程上.科研上等各个 方面都存在及其重要的意义。随着现代利用海 洋和开发海洋的需要对海洋潮汐有深刻的了解 和认识。（举例） • 众所周知，海道测量是在运动的海面上进行的。 测量载体利用测深仪器或其他测深工具在测深 时，在同一地点不同的时刻得到的水深值是不 同的值。这主要是载体在运动的海面上受到各 种因素的影响，特别是海洋潮汐的影响。如何 获取稳定的水深值，供使用着使用而不产生误 解，是我们海道测量人员工作中一项重要工作。 所以，需要系统地学习它。
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３. 海洋潮汐研究的内容与方法？ 本书学习的主要目的是； 研究，了解潮汐运动的规律，掌握其规律 性。
本书学习的主要内容是： 进行潮汐分析和预报 计算深度基准面 求取水位改正值 绪论结束
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第一章 潮汐和潮流现象及其 观测
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1.描述潮汐现象的有关术语？
潮高 潮高（低）潮 、涨（落）潮 、 平潮与潮时 、 潮差与周期、涨（落）潮时间 、月中天 高（低）潮 间隙
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2.引潮力
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万有引力定律（牛顿1687年） 地、月相对运动与惯性离心力
E X
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公共质心：
当两个物体当为一个物体时，其质心为公共质心，地 --月公共质心，地-日公共质心。
河口与海洋交互作用及其生态系统演变
河口与海洋交互作用及其生态系统演变河口是河流与海洋相接的地方，河口与海洋之间的交互作用对于生态系统的演变起着至关重要的作用。
当淡水和海水交汇在河口区域，不同的环境条件和物理、化学过程会导致河口生态系统的变化，进而影响着海洋生物的多样性和生态平衡。
一、水动力过程在河口的水动力过程中，淡水与海水的交互作用起着重要的作用。
当河水流入海洋时，由于密度差异造成的物理过程会导致淡水的流动性质发生变化。
一种称为盐度层化的现象会发生，即由于淡水比海水密度小，两者之间发生分层现象。
这种分层的现象会导致河口水体的盐度逐渐增加，从而影响生物生活环境。
此外，由于河口区域的潮汐影响，潮流的涨落对于河口生态系统的演变也起到了重要的作用。
二、营养盐输入水动力过程不仅影响着物理过程，也关系到生态过程，如河口的营养盐输入。
河流将大量的营养盐输送至河口区域，这些营养盐对于海洋生态系统的养分供应是至关重要的。
营养盐的输入会导致水体中的生物生长，特别是浮游植物的生长。
这些浮游植物不仅为其他生物提供了食物，还能通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气，起到了重要的生态调节作用。
三、漂浮生物的迁移河口与海洋交互作用的结果之一是漂浮生物的迁移。
河流携带的泥沙和有机物质会形成漂浮颗粒，这些颗粒会随着水流进入海洋。
在河口区域，由于水流的动力作用，这些漂浮颗粒会发生沉积和悬浮反复交替的现象。
这种现象会导致河口区的底栖生物和浮游生物的丰富度差异较大，进而影响整个河口生态系统的结构和功能。
四、沉积物的沉降河水注入海洋时，携带的泥沙和有机物质会随着水流进入海洋中，并逐渐沉降至海底。
这些沉积物的沉积过程对河口区域的生态系统演变具有重要影响。
一方面，沉积物的沉积过程会改变底质的结构和组成，从而影响底栖生物的生存和繁殖条件。
另一方面，沉积物中的有机物质会为底栖生物提供营养，促进其生长和繁殖。
因此，沉积物的沉降是河口生态系统中重要的能量来源和环境条件。
总结起来，河口与海洋的交互作用对于生态系统的演变至关重要。
第八章 海水的地质作用
第八章海水的地质作用教学目的要求：了解海水的化学成分、物理性质、运动方式及海洋生物；掌握波浪、潮汐、洋流、浊流的剥蚀、搬运作用，熟练掌握滨海、浅海、半深海、深海的沉积作用。
了解海水进退的原因、意义及其形成的地质现象。
教学重点及难点：重点是海水的沉积作用；难点是海水的运动。
第一节海洋概况海洋占整个地球面积的70.8%，地球上的水约有97%存在于海洋中，在地质历史中，沧海桑田、海陆变迁，占陆地表面75%的沉积岩中绝大部分是海洋沉积形成的，因此海洋的地质作用是极为重要的。
一、海与洋海和洋构成了海洋。
一般来说，近陆为海、远陆为洋，水体相同，均为海水。
海洋是地球上广大而连续分布的咸水体的总称。
洋底地貌可以分为大洋中脊和深海盆地。
海底地貌单元有：大陆架、大陆坡、大陆基、岛弧、海沟和弧后盆地。
但两者有着根本性区别：海洋是地球上广大而连续分布的咸水体的总称。
二、海水的化学成分1.海水中含有大量的矿物质和有机质，其中以可溶性盐为主。
世界各大洋的一般含盐度为33-38‰，盐分的多少随地区的气候不同而变化。
盐分主要是氯化物、硫酸盐、碳酸盐等，在海水中都呈溶解状态。
海水中溶解的化学元素约有80余种，其中以钠离子和氯离子最后，所以海水是咸的。
2.海水中含有Au、Ag、Ni、Co、Mo、Cu等数十种微量元素，很多国家正在进行提取开发实验。
3.此外，海水中还溶解有多种气体。
其中具有重要地质意义的是O2与C02，它们来自于空气以及海中生物的生命活动。
三、海水的物理性质1.海水的密度海水的密度略大于蒸馏水，一般为1.02-1.03g/cm3随各地海水的盐分、温度变化而变化。
2、海水的压力海水的压力随深度增加而增加，到海底深部压力极大，可达108Pa。
3、海水的温度①海水表层温度：赤道附近为25-28℃，两极地区为0℃左右。
②海水温度随深度增强而降低，到300米以下变化极小，一般为－1～5℃。
4.海水的透明度和颜色大洋为蓝色，透明度较好，光照可达200米。
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第一节 潮汐河口的分段和分类 第二节 潮汐河口区的水流特性 第三节 潮汐河口区的泥沙运动特点 第四节 潮汐河口区的河床演变
8.0 概述-基本概念
➢河口区：河流与受水水体(河流、湖泊、水库、海洋)的接合地段 支流入汇河口 入海河口 入湖河口 入库河口
➢入海河口(潮汐河口):水流流态多变、泥沙构成多样、河床演变复杂 ① 主要影响因素：径流(山水)、潮汐入侵、波浪、密度流(盐淡水)
8.1潮汐河口的分段和分类
(一)潮汐河口的分段
➢图6-1(分界点)：口外海滨 段→河口口门→潮流界→潮 区界
• 潮区界→口门：感潮河 段
• 潮区界以上：河水运动 不受潮汐影响
• 潮流界、潮区界的位置 随外海潮差大小、河流 径流量大小而变化
8.1潮汐河口的分段和分类
㈠何为口门？ (一)潮6.汐1.河1.1口的分段
㈢何为潮区界？
➢涨潮波消失、潮差为零之处。 ➢潮区界以上不受潮汐影响，纯属径流。
分界并非固定，应是一个范围
口门
xe
8.1潮汐河口的分段和分类
㈣何为感潮河段？
(一)潮6汐.1.河1.口4 的分段
➢口门至潮区界之间受潮汐影响的河段。
感潮河段
口门
xe
8.1潮汐河口的分段和分类 (一)潮汐河口的分段
① 河口断面向陆方向收缩→喇叭效应→能量汇聚→潮差沿程增大
格林定律 : Hx
H
0
(
h0 hx
)1
4
(
b0 bx
)1 2
② 浅滩及河口边界反射→驻波→潮差沿程增大→共振
0 l
=
1 cos kl
③ 底摩阻→ 能量损失→潮差按指数规律沿程减小
H0excoskxt
2
Hi H0e x
上述三种因素的相对大小很难确定，相互之间的平衡非常复杂: ① 宽度和深度逐渐变化的河口：浅滩及河口边界反射小，潮 差主要受底摩阻影响，沿程减小(如长江口) ② 喇叭形河口：河口区中下游段，由于截面收缩和边界反射， 潮差沿程增加；河口上游端，水深减小，底摩阻影响显著， 潮差趋于减小(如钱塘江口)
④ 落潮落潮流：海水继续落潮，河 口水面下降使得水面坡降转向下 游，水流向下游流动
(1)波动类型的变化
主要影响因素：河口 平面形态、水深、浅 滩和河口端部反射
外海潮波
河口潮波
☆ 外海潮波：简单前进波，潮流速与潮位同相→高低潮位时潮流速度达到最大 值，在中潮位(平均水面)流速为零(憩流、转流)
☆ 河口潮波：取决于河口平面形态及水深变化，介于前进波和驻波之间，潮流 速与潮位不同相。前进潮波遇到浅滩、河岸、河口顶端会发生反射。若河宽 向上游迅速缩窄、水深急剧变大，反射强烈，河口潮波接近完全反射驻波， 潮流速与潮位相位差90°→ 高低潮位时潮流速度为零，在中潮位流速最大
(二)潮汐河口的分类
➢径流潮流相对强弱和来沙特征： ③ 湖源海相河口：黄浦江口 • 径流潮流均不强，经过上游胡泊或 河网调节，潮差中等，流域来水来 沙少，泥沙主要来自口门→拦门沙 ④ 陆海双相河口：长江口 • 径流潮流相当，陆域海域来沙丰富 →拦门沙、沙坎
8.1潮汐河口的分段和分类
(二)潮汐河口的分类
• 典型：钱塘江河口、泰晤士河口
8.1潮汐河口的分段和分类
(二)潮汐河口的分类
➢径流潮流相对强弱和来沙特征： ①强潮海相河口:钱塘江口 • 泥沙主要来自口外海滨，强潮将口外泥沙 推进口内→沙坎 ②弱潮陆相河口：黄河口 • 河流流域来沙丰富，强径流挟沙至口门附 近落淤→拦门沙
8.1潮汐河口的分段和分类
其它影响潮波变形的因素： ① 盐水楔异重流加剧了潮汐不对称现象
② 柯氏力使潮差向潮波传播方向的右侧(北半球)递增
潮波变形在潮差相对于低潮水深较大的强潮河口更为显著。在某 些河口，河口涨潮初期潮位急剧上升，受水深沿程快速减小和逆 向径流影响，低潮传播速度慢，被后一个高潮赶上，潮波便形成 类似移动水跃的现象，波面前坡几乎直立，波前就象一个翻滚的 水墙向上游传播，这种现象称之为涌潮
➢河口段多年平均中潮位水面坡降线与平均海平面交点所在的位置。
口门
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8.1潮汐河口的分段和分类
㈡何为潮流界？ (一)潮6.汐1.河1.2口的分段
➢涨潮流流速与径流流速相抵消，潮水停止倒灌之处。 ➢涨潮逐渐减弱的原因：河床阻力、径流阻碍。
口门
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8.1潮汐河口的分段和分类
(一)潮6汐.1.河1.口3 的分段
➢地貌学角度：
(二)潮汐河口的分类
①三角洲河口:
• 形态：河流泥沙在近海淤积形成的三 角形堆积体(扇形分汊式河口)
• 形成：径流含沙量大，潮流及沿岸流 较弱，不能将河流带来的泥沙带走
• 典型：黄河、长江、多瑙河、尼罗河
②三角港河口：
• 形态：潮水冲刷大陆内部形成的漏斗 形河口(喇叭口)
• 形成：径流含沙量小，潮流及沿岸流 较强，带走泥沙
㈣潮汐河口分段 河流近6口.1段.1.＋5 河流河口段＝河流近海段
➢⑴河流近口段：潮区界～潮流界，有朝位涨落，但流向单一，地貌呈河流。 ➢⑵河流河口段：潮流界～口门,双向流,河床不稳,河道分汊展宽、出现沙岛沙坎。 ➢⑶口外海滨段：口门～三角洲前沿，地貌主要表现为水下三角洲。
感潮河段
口门
一
8.1潮汐河口的分段和分类
(2)涨落潮历时不对称
主要影响因素：水深、河流径流 水深：潮波波峰(高潮位)和波谷(低潮位)时刻水深相差大，波峰传播速 度要快于波谷，使得潮波前坡变陡、后坡变坦，涨潮流速大于落潮流 速→涨潮历时缩短，落潮历时延长
c gh
径流：向海净流动，与潮波叠加，使得涨潮历时更加短
(3)潮差(潮波的波高)的变化
➢潮差高低： ①强潮河口: 潮差>4m ②中潮河口：潮差=2~4m ③弱潮河口：潮差<2m
8.2潮汐河口区的水流特性
影响因素
一、河口区的潮波及潮流
主要：
水深；河口的平面形态；底摩阻；浅滩和河口端部的反射或 全反射；河流径流
其它：
盐淡水混合：盐水楔异重流加剧了潮汐不对称现象
科氏力：使潮差向潮波传播方向的右侧(北半球)递增
8.2潮汐河口区的水流特性
(一)河口区的潮波及潮流
潮汐周期的四个阶段：潮位涨落+潮流方向 ① 涨潮落潮流：海水开始涨潮，但潮位上升尚未改变水面向下游倾斜和水 流向下游流动 ② 涨潮涨潮流：海水Байду номын сангаас续涨潮，河口水面壅高使得水面坡降转向上游，水 流向上游流动
③ 落潮涨潮流：海水开始落潮，河 口水面开始下降，但潮位下降尚 未改变水面坡降向上游倾斜和水 流向上游的流动