海洋结构物设计水深相关概念

在海洋结构物设计中，水深是最基本的环境要素之一，在一定程度上决定着结构物的分类及相应的设计方法。

海洋结构物所在海域水深一般由工程地质勘察单位提供。水深通常是相对于某个基准面的数值，API RP2 MET（2014）规范取平均海平面(M.S.L, mean sea level)或最低天文潮（LAT, lowest astronomical tide）为基准面。之所以选择基准面，是由于长周期的潮汐现象会带来海面水位的升降变化，由此会引起不同时刻测量同一点的水深是不相同的，从而影响海洋工程结构物，特别是近岸结构物的设计。

平均海平面，是在一定时间间隔内对海面观测潮位高度取的平均值，可看作是消除了海洋各种随机振动和各种周期性波动后得到的理想海面。平均海平面可通过设置验潮站，对该处水位进行长期的连续观测记录后计算得到。由于平均海平面随时间和地点会发生变化，无法全球统一，因此各个国家通过选择适合本国国情的验潮站，用长期验潮资料确定一个作为自己国家零高程面的平均海平面。1987年5月起，我国开始采用“1985国家高程基准”作为大地高度的起算面，其平均海平面系以青岛验潮站在1952-1979年期间的验潮观测记录数据作为依据计算确定的黄海平均海平面。

在水深测量或编制海图时，通常采用低于平均海平面的一个面作为海图深度基准面。海图是供航海使用的一种专用地图，在海图上比较详细地标绘注有各种与航海有关的材料，如海岸、港湾的形状，岛屿、障碍物、礁石、浅滩的位置，助航标志的位置等。海图水深基准面，即海图及各种水深资料所载水深的起算面，又叫深度基准面。我国1956年以后采用理论深度基准面，即理论上的最低低潮位作为深度基准面，这样海图上标注的一般比实际水深小，实际水深等于海图水深加潮高，有利于保证船舶航行安全。

天文潮(astronomical tides)是海水受引潮力作用而产生的海洋水体的长周期波动现象。海面一次涨落过程中的最高位置称高潮，最低位置称低潮。风暴潮（strom surge)是气象的产物，并与潮汐变化相互重叠。

我国《海港水文规范（2013》中对海洋工程结构物在正常使用条件下的设计高、低水位取值和非正常条件下的极端高、低水位取值都提出了具体要求。对于潮汐作用较强的海港，设计高水位要求取为高潮累积频率10%或历时累积频率1%的潮位，设计低水位要求取为低潮累积频率90%或历时累积频率98%的潮位，可以利用一年或多年的实测潮位资料进行统计计算。而极端高、低水位则要求利用多年的年最高、最低潮位资料，依照海洋工程结构物的重要程度，通过拟合某一极值理论分布曲线以推算到得多年一遇的最高、最低潮位值。规范中，极端高水位要求采用重现期为50年一遇的高、低潮位，并使用连续20年以上的年最高潮位和年最低潮位实测资料进行计算。

在API RP 2MET中，HAT、LAT对应于我国规范中设计高、低水位；而叠加了风暴潮的Highest still water level和Lowest still water level对应于极端高、低水位。