Deformation Monitoring and Tidal Response Analysis of Strong Surge Tide Estuary Sluice with GNSS

LI Yafei; YAO Yibin; QI Minmin; WU Chenghong; GUO Zihuai; WANG Weitang; ZHANG Liang

doi:10.13203/j.whugis20240059

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Deformation Monitoring and Tidal Response Analysis of Strong Surge Tide Estuary Sluice with GNSS

更新时间：2026-11-05

- Deformation Monitoring and Tidal Response Analysis of Strong Surge Tide Estuary Sluice with GNSS
- Geomatics and Information Science of Wuhan University Vol. 51, Issue 1, Pages: 199-206(2026)
- 作者机构：
  
  1.浙江建设职业技术学院，浙江杭州，311231
  2.浙江省水利河口研究院（浙江省海洋规划设计研究院），浙江杭州，310017
  3.武汉大学测绘学院，湖北武汉，430079
  4.湖北珞珈实验室，湖北武汉，430079
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13203/j.whugis20240059
  CLC： P228
- Received：18 September 2024，
  
  Published：05 January 2026
- 稿件说明：
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李亚飞,姚宜斌,祁敏敏，等.利用GNSS进行强涌潮河口大闸形变监测与潮汐响应分析[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(1):199-206.

LI Yafei,YAO Yibin,QI Minmin,et al.Deformation Monitoring and Tidal Response Analysis of Strong Surge Tide Estuary Sluice with GNSS[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(1):199-206.
李亚飞,姚宜斌,祁敏敏，等.利用GNSS进行强涌潮河口大闸形变监测与潮汐响应分析[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(1):199-206. DOI：10.13203/j.whugis20240059

LI Yafei,YAO Yibin,QI Minmin,et al.Deformation Monitoring and Tidal Response Analysis of Strong Surge Tide Estuary Sluice with GNSS[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(1):199-206. DOI：10.13203/j.whugis20240059

摘要

河口大闸受潮汐涨落的影响可能产生相对于河岸的微小形变，研究大闸相对形变的潮汐响应对大闸安全运维具有重要意义。全球导航卫星系统(global navigation satellite system

GNSS)是一种重要的形变监测手段，常用于大坝高精度形变监测或桥梁震动特征的提取。现有的GNSS监测模式难以满足潮汐响应信号特征的识别。以曹娥江大闸为研究对象，布设GNSS基准站和监测站，对大闸进行形变监测，提出基于GNSS的数小时级周期亚毫米级形变信号提取方法，识别河口大闸形变的潮汐响应。研究结果表明，采用5 min滑动步长和2 h解算窗口可以有效保留大闸形变的潮汐响应特征。受潮汐涨落影响，曹娥江大闸对较大的M2和S2分潮响应最大，但响应信号微弱，同频振幅在天方向不超过1.5 mm，在大闸顺向和大闸垂向不超过1 mm。整体上，大闸对各分潮的响应在振幅大小上呈线性正相关，但对于个别分潮（如S4、K1）出现了过大响应，可能是同频其他信号引起的。

Abstract

Objectives

The deformation of the river estuary sluice gate may be slightly affected by the tidal fluctuations

and studying the sluice gate's response to tidal deformation is of great significance for the safety and maintenance of the sluice gate. GNSS is a significant tool for deformation monitoring

commonly used for high-precision deformation monitoring of dams or extraction of vibrational characteristics of bridges. However

existing GNSS monitoring mode is inadequate for identifying the characteristics of tidal response signals.

Methods

The Cao'e River Sluice was selected as the research subject. GNSS base and monitoring stations were set up to observe the sluice's deformation. And a method utilizing GNSS-based monitoring techniques was proposed to extract sub-millimeter-level deformation signals with a period of several hours

aimed at identifying the tidal response of the river estuary sluice gate.

Results

The results show that due to tidal fluctuations

the Cao'e River Sluice has the greatest response to the larger M2 and S2 partial tides

but the response signal is weak

with the same frequency amplitude not exceeding 1.5 mm in the up direction

and not exceeding 1 mm in the longitudinal and vertical directions. Overall

the sluice's response to each partial tide is linearly positively correlated in terms of amplitude size

but an excessive response to individual partial tides (such as S4

K1) has occurred

which may be caused by other signals of the same frequency.

Conclusions

Using a 5 min sliding step and a 2 h solution window can effectively retain the characteristics of the tidal response. This method facilitates the accurate monitoring and assessment of the sluice gate's response to tidal influences

thereby enhancing the safety and maintenance strategies for estuarine sluice structures.

关键词

Keywords

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